آمار
| تعداد نشریات | 36 |
| تعداد شماره‌ها | 1,215 |
| تعداد مقالات | 8,803 |
| تعداد مشاهده مقاله | 7,402,983 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,339,635 |
طراحی، شبیه‌سازی و ساخت یک گرم‌کن الکتریکی القایی تا دمای 300 درجه سانتی‌گراد | ||
| الکترومغناطیس کاربردی | ||
| مقاله 9، دوره 7، شماره 2 - شماره پیاپی 19، اسفند 1398، صفحه 75-86 اصل مقاله (2.25 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| نویسندگان | ||
| مصطفی گلرخ جوبنی1؛ آرش دهستانی کلاگر* 2 | ||
| 1دانشجوی کارشناسی ارشد- دانشگاه صنعتی مالک اشتر | ||
| 2استادیار، مجتمع برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر | ||
| تاریخ دریافت: 21 مهر 1398، تاریخ بازنگری: 07 آذر 1398، تاریخ پذیرش: 09 دی 1398 | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله، طراحی، شبیه‌سازی و ساخت یک نمونه گرم‌کن القایی با توانایی گرم کردن فلزات تا دمای 300 انجام گرفته است. با استفاده از مدار مربوطه و طراحی صورت گرفته برای ظرفیت خازن و ابعاد سلف، گرم‌کن مربوطه ساخته شده و نتایج حاصل از ساخت، با نتایج شبیه‌سازی همخوانی مطلوبی داشته است. در این مقاله، به روش اجزای محدود و با کمک نرم‌افزار COMSOL Multiphysics، شبیه‌سازی گرم‌کن القایی انجام شده است. روش اجزای محدود جهت تحلیل‌های مغناطیسی و حرارتی، روش مرسومی بوده و توانمندی خود را در حوزه‌های فیزیکی مختلف به اثبات رسانیده است، از این‌رو، برای محاسبه و تحلیل میدان مغناطیسی و حرارت حاصل از گرمایش القایی از نرم‌افزار اِلمان محدود استفاده شده است. در شبیه‌سازی فوق، مدار الکتریکی مورد استفاده و تمامی المان‌ها نیز درنظر گرفته شده‌اند؛ با توجه به مدار الکتریکی و تئوری کنترلی حاکم بر مدار ارائه شده، نمونه آزمایشگاهی متناسب با ابعاد شبیه‌سازی شده در نرم‌افزار اِلمان محدود، پیاده‌سازی شده است و شکل موج‌های قسمت‌های مختلف مدار مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته‌اند. از این گرم‌کن‌ها می‌توان در صنایع کوچک مختلف و در سطح آزمایشگاهی بهره برد. همچنین، به‌عنوان پیش گرم‌کن یا گرم‌کن تا دمای مذکور، برای کاربردهای مختلف در صنایع متالورژی، مواد و فرآوری فلزات، تست و آزمایش آنها در ابعاد کوچک، قابل استفاده می‌باشند. قابل ذکر است که مدار ارائه‌شده در این مقاله بسیار مقرون به‌صرفه بوده و اعتبارسنجی نتایج شبیه‌سازی با نتایج نمونه حاصل از ساخت در مقیاس آزمایشگاهی، نشان‌دهنده صحت تحلیل‌ها می‌باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| گرم‌کن القایی؛ جریان گردابی؛ تشدید؛ تحلیل اجزای محدود؛ تحلیل حرارتی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Design, Simulation, and Implementation of an induction electric heater up to 300 ° C | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mostafa Golrokh Joubeni1؛ arash dehestani kolagar2 | ||
| 1Malek Ashtar University of Technology | ||
| 2Malek-Ashtar University of Technology | ||
| چکیده [English] | ||
| In this paper, design, simulation, and implementation of an induction heater with the ability of heating metals up to 300°C is carried out. The respective heater is made utilizing the relevant circuit, proper capacitor selection, and inductor design, and the experimental results are in good agreement with simulation results. In this paper, the induction heater simulation is carried out using the finite element method with COMSOL Multiphysics software. The finite element method for magnetic and thermal analysis is a conventional method and its capability has been proven in various physical fields. Therefore, finite element software has been applied to calculate and analyze the magnetic field and heat induced by induction heating. In this simulation, the relevant electric circuit is considered and all the elements are taken into account. According to the proposed electrical circuit and the related control method, a laboratory prototype proportional to the simulated dimensions is implemented in finite element software and the waveforms of the circuit parameters are analyzed. These induction heaters can be utilized in a variety of small and labware industries. In addition, they can be used as a preheater or heater for various applications (e.g., metallurgy industry, materials and metals processing, and testing in small dimensions). It should be noted that the circuit presented in this article is very cost effective and comparison of a laboratory-scale sample with simulation results demonstrates the validation and accuracy of the analysis. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Induction Heater, Eddy Current, Resonance, Finite Element Analysis, Thermal Analysis | ||
| مراجع | ||
|
[1] J. C. C. Galeano, G. H. Alvarez, and E. J. B. Nocua, "Design Validation and Construction of an Induction Furnace Coil," IEEE Latin America Transactions, vol. 14, no. 2, pp. 720-713,2016.##
[2] S. LUPI, FUNDAMENTALS OF ELECTROHEAT: Electrical Technologies for Process Heating. SPRINGER, 2018.##
[3] J. Choi, S. Kim, S. Kim, K. Sim, M. Park, and I. Yu, "Simulation and experimental demonstration of a large-scale HTS AC induction furnace for practical design," IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 26, no. 4, pp.4-1, 2016.##
[4] V. Frizen, A. Koptyakov, V. Lusgin, and D. Tomashevskiy, "Choice of compensating device for induction furnace with dual-frequency power supply," in 18 20 17th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE), 2017, pp. 5-1: IEEE.##
[5] V. E. Frizen, V. I. Luzgin, A. S. Koptyakov, K. E. Bolotin, N. V. Tarchutkin, and S. E. Mironov, "Induction crucible furnace with dual frequency power supply," in 15 20 17th International Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems (ELMA), , pp. 426-423, 2017.## . [6] N. T. T. Hang and U. Lüdtke, "Numerical simulation of channel induction furnace to investigate frequency-dependent efficiency," in 2016 IEEE International Conference on Sustainable Energy Technologies (ICSET), 2016, pp.95-90: IEEE.##
[7] D. van Riesen and K. Hameyer, "Coupled electromagnetic, structural-dynamic, and acoustic simulation of an induction furnace," IEEE transactions on magnetics, vol. 42, no. 4, pp. 1022-1019, 2006.##
[8] G. A. Patil, Y. Bhosale, and V. Bolaj, "Passive filter design to mitigate harmonics in three phase induction furnace," in 2017 International Conference on Circuit, Power and Computing Technologies (ICCPCT), 2017, pp. 6-1: IEEE.##
[9] N. Bara, "Review paper on numerical analysis of induction furnace," International Journal of Latest Trends in Engineering and Technology-IJLTET, vol. 3, pp. 557-549, 2013.##
[10] A. J. Shokri , M. H. Tavakoli, A. A. Sabouri Dodaran, M. S. Akhoundi khezrabad, "Numerical Study of Influence of Coil Step on the Induction Heating Process in Three-Dimensional", Journal of Applied Electromagnetics, Vol. 4, No. 1, 2016,(in Persian).##
[11] K. Thorborg, Power Electronics in Theory and Practice.2005.##
[12] COMSOL_Multiphysics.(2018). induction_heating. Available: https://www.comsol.com/## | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 6,892 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,311 |
||