連成解析 磁石を使用した円板の誘導加熱解析

概 要

これまで誘導加熱解析の事例をいくつかご紹介致しました。そこでは、コイルに交流の電流を流して、 変動磁場を発生させていますが、今回は静磁場を発生する磁石を使用して、 導体を加熱する事例をご紹介致します。

図1−1に概要図を示します。導体の円板を磁石で挟みこむような形で配置します。

この磁石をZ軸周りに回転させることより円板上に誘導電界を発生させ、渦電流を流します。

  
             図1−1.概要図

解析条件

図2−1にメッシュ図を示します。

磁石は外場磁石を使用することにより、回転運動を容易に解析できます。回転速度を設定することで磁石を回転させています。

今回の解析では磁石がΔθ回転するたびに磁場解析と熱伝導解析の両方を実施しています。

熱伝導解析の境界条件は断熱境界条件としました。

  
     図2−1.メッシュ分割図(解析対象)空間のメッシュは非表示

●解析モジュール: EDDY & THERMO

解析結果

図3−1から図3−8に磁場解析の結果を示します。磁石の直下のみに発熱が分布し、
磁石の回転に伴って、発熱している位置も回転していることがわかります。

この発熱を使用して熱伝導解析を実施します。発熱位置が回転しますので、ドーナツ状に
温度が上昇することが期待されます。

熱伝導解析によって得られる温度分布はアニメーション(図3−9)にてご確認頂けます。



        図3−1.磁束密度分布[T] 1.167e-2[秒] 




        図3−2.渦電流密度[A/m^2] 1.167e-2[秒] 




        図3−3.渦電流密度[A/m^2] 1.167e-2[秒] 




        図3−4.発熱密度[W/m^3] 1.167e-2[秒] 




        図3−5.磁束密度分布[T] 4.5e-2[秒] 




        図3−6.渦電流密度[A/m^2] 4.5e-2[秒] 




        図3−7.渦電流密度[A/m^2] 4.5e-2[秒] 




        図3−8.発熱密度[W/m^3] 4.5e-2[秒] 



    
          図3−9.温度分布アニメーション

使用したソフトウェア

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