Комп'ютерне моделювання та розрахунок індукції магнітного поля індукційного концентратора

Vladyslav Olehovych Klymenko; Serhii Oleksiiovych Maikut; Leonid Yurievych Tsybulskyi; Anatolii Ivanovych Kuzmychev

doi:10.20535/2523-4455.mea.208707

Т. 25 · № 3 · 2020 гру 28, 2020 Мікросистеми та фізична електроніка

Комп'ютерне моделювання та розрахунок індукції магнітного поля індукційного концентратора

Vladyslav Olehovych Klymenko Відповідальний Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

Serhii Oleksiiovych Maikut Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

Leonid Yurievych Tsybulskyi Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

Anatolii Ivanovych Kuzmychev Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

Сторінки19-26 Опублікованогру 28, 2020

PDF

ТОМ 25 · № 3 · 2020 Переглянути випуск

Анотація

Проведено комп’ютерне моделювання індукційного концентратора-трансформатора та розрахунок розподілу індукції магнітного поля в ньому в залежності від діаметра робочого індуктора та його положення в концентраторі. Розрахунок проведено за рівняннями Максвелла в диференціальної формі. Властивості матеріалу вважалися ізотропними, гістерезисом і магнітним насиченням нехтували. Модель враховувала розподіл густини струму в елементах індукційного концентратора-трансформатора, само- та взаємоіндукцію між елементами. Отримані залежності розподілу індукції магнітного поля від частоти струму живлення (для 5,7 кГц, 60 кГц та 440 кГц) та конструктивних параметрів, які доводять існування декількох резонансів передачі енергії від первинного індуктора до робочого.

Ключові слова

#індукційний концентратор-трансформатор #індукція магнітного поля #комп’ютерне моделювання #рівняння Максвела

Посилання

V. Rudnev, D. Loveless, and R. Cook, Handbook of Induction Heating, 2nd Edition, 2nd ed. Boca Raton: CRC Press, 2017, ISBN: 978-1-1387-4874-3.
J. La, K. Bae, S. Lee, and M. Song, “Coil design optimization for an induction evaporation process: Simulation and experiment,” J. Mech. Sci. Technol., vol. 10, no. 30, 2016, DOI: 10.1007/s12206-016-0904-0.
V. Kilic, E. Unal, and H. Demir, “Coupling and power transfer efficiency enhancement of modular and array of planar coils using in-plane ring-shaped inner ferrites for inductive heating applications,” J. Appl. Phys., vol. 1, no. 122, pp. 83–88, 2017, DOI: 10.1063/1.4992119.
B. Kibret, M. Premaratne, P. Lewis, R. Thomson, and P. Fitzgerald, “A time-varying magnetic flux concentrator,” J. Phys. D. Appl. Phys., vol. 49, no. 33, 2016, DOI: 10.1088/0022-3727/49/33/335003.
N. Barka, “Study of the machine parameters effects on the case depths of 4340 spur gear heated by induction - 2D model,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 1–4, no. 93, pp. 1173–1181, 2017, DOI: 10.1007/s00170-017-0586-5.
F. Li, X. Li, Q. Zhao, T. Zhu, and Y. Rong, “Modeling and Simulation of Induction Heating with Magnetic Flux Concentrator,” Appl. Mech. Mater., vol. 268–270, pp. 983–991, 2012, DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.268-270.983.
R. Crawford and J. Douglas, “Emission control system with controlled induction heating and methods for use therewith,” US 10267193, 2019, URL: https://patents.justia.com/patent/10267193 .
J. Shang and S. Surzhikov, “Plasma and Magnetic Field Generation,” in In Plasma Dynamics for Aerospace Engineering, Cambridge University Press, 2018, pp. 225–265. DOI: https://doi.org/10.1017/9781108292566.008" >10.1017/9781108292566.008
A. Kuzmichev and L. Tsybulsky, “Termoemissionnyiy ionizator parov meallov [Termoemission ionizer of metal vapor],” Her. Khmelnytskyi Natl. Univ., vol. 231, no. 6, pp. 217–224, 2015, URL: http://journals.khnu.km.ua/vestnik/pdf/tech/2015_6/(231) 2 015-6-t.pdf.
A. Kuzmichev and L. Tsybulsky, “In Advances in Induction and Microwave Heating of Mineral and Organic Materials,” in Evaporators with Induction Heating and Their Applications, InTech, 2011, pp. 269–302.
L. Tir and N. Fomin, Sovremennye metody induktsionnoi plavki [Modern methods of induction melting]. Moscow: Energiya, 1975.
H. Konyushkov and R. Musyn, Spetsial’nyye metody svarki davleniyem [Special methods of pressure welding]. Saratov: Ay Pi Er Medi, 2009, ISBN: 978-5-904000-04-2.
V. Proleyko, Bazovyye lektsii po elektronike (v 2-kh tomakh). T.1. Elektrovakuumnaya, plazmennaya i kvantovaya elektronika [Basic lectures on electronics (in 2 volumes). Vol. 1. Electrovacuum, plasma and quantum electronics]. Moscow: Tekhnosfera, 2009, ISBN: 978-5-94836-214-4.
W. Smith, “PRINCIPLES OF OZONE GENERATION,” Watertec Engineering Pty. [Online]. Available: https://pdfs.semanticscholar.org/d56c/f1aee9cde763aef313e843b77745af075637.pdf .
D. John, Classical Electrodynamics, 1st ed. New York: John Wiley & Sons, 1962, ISBN: 0-471-43131-1.

Попередня у випуску Моделювання ґратчастого багатошарового екрану для зниження магнітного поля ліній електропередачі Наступна у випуску Аналіз потужності втрат джерела живлення для контактного мікрозварювання

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Моделювання продуктивності фотодетекторного модуля на основі гетероструктури ZnO/Si

Іван В. Падалка, д-р фіз.-мат. наук проф. Ігор Степанович Вірт

У цій статті описано властивості фотомодуля на основі фотоприймача з формувальним і підсилювальним каскадами для виявлення ультрафіолетового (УФ) випромінювання. У…

#гетероструктура #оксид цинку #ультрафіолетове випромінювання #фотоприймальний модуль

с. 349815.1-349815.12

10.64915/2523-4455.mea.349815

Механічно перелаштовувана антена з іонно-полімерним металевим композитом

Artem Serhiyovych Chernov, Oleksii O. Malyshok, Victor Anatoliiovych Kazmirenko, Irina Petrivna Holubeva, Yuriy Vasylovych Prokopenko, Guy A. E. Vandenbosch

Розглядається актуальна задача створення антен для сучасних бездротових систем, здатних до роботи у різних частотних діапазонах. Зазвичай для перелаштування частоти…

#структура з відхиленням електрода #фільтена #перелаштування частоти #актюатор ІМПК

с. 343504.1-343504.6

10.20535/2523-4455.mea.343504

Модель генератора Маркса для генерації коронного розряду у повітрі

Andrii Viktorovych Melnyk, Oleh Mykolaiovych Bevza, Anatolii Ivanovych Kuzmichiev

У статті розглянуто роботу генератора Маркса з навантаженням у вигляді від'ємного коронного розряду в повітрі за атмосферного тиску та побудовано його електричну модель.…

#коронний розряд #генератор Маркса #висока напруга #іонізація

с. 324599.1-324599.8

10.20535/2523-4455.mea.324599

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

Ihor Mykhailovych Drozd, Serhii Oleksiiovych Maikut, Viktor Hryhorovych Shynkarenko, Leonid Yuriiovych Tsybulskyi, Anatolii Ivanovych Kuzmichiev, Моделювання магнітного відсічення електронів у вакуумному комутаторі з анодом у вигляді індуктора , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 25 № 2 (2020)
Olha Volodymyrivna Andriienko, Serhii Volodymyrovych Sydorenko, Serhii Oleksiiovych Maikut, Leonid Yuriiovych Tsybulskyi, Anatoly Ivanovich Kuzmichev, Моделювання тліючого розряду в коаксіальній системі електродів , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 29 № 3 (2024)

Схожі статті

Іван Андрійович Вакуленко, канд. техн. наук, доц. Дмитро Анатолійович Миколаєць, канд. техн. наук, доц. Катерина Сергіївна Клен, Імітаційне моделювання фільтро-компенсаційного перетворювача для трифазної трипровідної мережі , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 2 (2026)
Igor Yevheniiovych Korotyeyev, Marius Klytta, Аналіз процесу в просторі двох змінних , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 2 (2018)
Mykola Fedorovych Zhovnir, Вимірювальний перетворювач кутових переміщень з використанням фазових набігань електричного поля поверхневих акустичних хвиль , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 22 № 5 (2017)
Yaroslav Ivanovych Starovoit, Serhii Viktorovych Kurdiuk, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Фізичні поля циліндричних гідроакустичних антен з екраном і циліндричними п’єзокерамічними випромінювачами з радіальною поляризацією , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Yaroslav Ivanovych Starovoit, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Механічні поля циліндричного п’єзокерамічного випромінювача силової конструкції в присутності акустичного екрана , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 22 № 6 (2017)
Ірина Брика, Наталія Юріївна Філіпова, Двостороння система попередження учасників дорожнього руху на базі мікроконтролера ESP32 , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 1 (2026)
Khaldon Araffa, Планування траєкторії антропоморфного крокуючого робота (Biped Robot) , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 2 (2019)
Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Olexander Vasylovych Borisov, Лабораторний тестер сонячних елементів з динамічною реконфігурацією вимірювальної схеми , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Віталій О. Іващук, канд. техн. наук, доц. Наталія Георгіївна Іванушкіна, Моделювання впливу температури на електричну активність серцевих клітин: ідентифікація ключових іонних струмів за допомогою аналізу чутливості , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 1 (2026)
Maksim Oleksiiovych Korzhyk, Serhii Viktorovych Kurdiuk, Oleksii Volodymyrovych Korzhyk, Імпедансні характеристики плоско-паралельного акустичного хвилеводу з комбінуванням межами при порушенні його двочастотних сигналом , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 3 (2018)

Попереднє 11-20 з 79 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] V. Rudnev, D. Loveless, and R. Cook, Handbook of Induction Heating, 2nd Edition, 2nd ed. Boca Raton: CRC Press, 2017, ISBN: 978-1-1387-4874-3.

[2] J. La, K. Bae, S. Lee, and M. Song, “Coil design optimization for an induction evaporation process: Simulation and experiment,” J. Mech. Sci. Technol., vol. 10, no. 30, 2016, DOI: 10.1007/s12206-016-0904-0.

[3] V. Kilic, E. Unal, and H. Demir, “Coupling and power transfer efficiency enhancement of modular and array of planar coils using in-plane ring-shaped inner ferrites for inductive heating applications,” J. Appl. Phys., vol. 1, no. 122, pp. 83–88, 2017, DOI: 10.1063/1.4992119.

[4] B. Kibret, M. Premaratne, P. Lewis, R. Thomson, and P. Fitzgerald, “A time-varying magnetic flux concentrator,” J. Phys. D. Appl. Phys., vol. 49, no. 33, 2016, DOI: 10.1088/0022-3727/49/33/335003.

[5] N. Barka, “Study of the machine parameters effects on the case depths of 4340 spur gear heated by induction - 2D model,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 1–4, no. 93, pp. 1173–1181, 2017, DOI: 10.1007/s00170-017-0586-5.

[6] F. Li, X. Li, Q. Zhao, T. Zhu, and Y. Rong, “Modeling and Simulation of Induction Heating with Magnetic Flux Concentrator,” Appl. Mech. Mater., vol. 268–270, pp. 983–991, 2012, DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.268-270.983.

[7] R. Crawford and J. Douglas, “Emission control system with controlled induction heating and methods for use therewith,” US 10267193, 2019, URL: https://patents.justia.com/patent/10267193 .

[8] J. Shang and S. Surzhikov, “Plasma and Magnetic Field Generation,” in In Plasma Dynamics for Aerospace Engineering, Cambridge University Press, 2018, pp. 225–265. DOI: https://doi.org/10.1017/9781108292566.008" >10.1017/9781108292566.008

[9] A. Kuzmichev and L. Tsybulsky, “Termoemissionnyiy ionizator parov meallov [Termoemission ionizer of metal vapor],” Her. Khmelnytskyi Natl. Univ., vol. 231, no. 6, pp. 217–224, 2015, URL: http://journals.khnu.km.ua/vestnik/pdf/tech/2015_6/(231) 2 015-6-t.pdf.

[10] A. Kuzmichev and L. Tsybulsky, “In Advances in Induction and Microwave Heating of Mineral and Organic Materials,” in Evaporators with Induction Heating and Their Applications, InTech, 2011, pp. 269–302.

[11] L. Tir and N. Fomin, Sovremennye metody induktsionnoi plavki [Modern methods of induction melting]. Moscow: Energiya, 1975.

[12] H. Konyushkov and R. Musyn, Spetsial’nyye metody svarki davleniyem [Special methods of pressure welding]. Saratov: Ay Pi Er Medi, 2009, ISBN: 978-5-904000-04-2.

[13] V. Proleyko, Bazovyye lektsii po elektronike (v 2-kh tomakh). T.1. Elektrovakuumnaya, plazmennaya i kvantovaya elektronika [Basic lectures on electronics (in 2 volumes). Vol. 1. Electrovacuum, plasma and quantum electronics]. Moscow: Tekhnosfera, 2009, ISBN: 978-5-94836-214-4.

[14] W. Smith, “PRINCIPLES OF OZONE GENERATION,” Watertec Engineering Pty. [Online]. Available: https://pdfs.semanticscholar.org/d56c/f1aee9cde763aef313e843b77745af075637.pdf .

[15] D. John, Classical Electrodynamics, 1st ed. New York: John Wiley & Sons, 1962, ISBN: 0-471-43131-1.