본 논문은 인덕션 레인지에서 shielding plate의 와전류 저감이 가열체에 미치는 영향을 분석하였다. 세계적으로 인덕션 레인지 열풍이 불고 있다. 인덕션 레인지의 구성요소 중 coil과 ferrite core에 관한 연구는 활발히 진행되고 있지만 shielding plate의 관한 내용은 찾기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 기존에 면밀히 검토되지 않은 shielding plate에 주안점을 두었다. 인덕션 레인지에서 shielding plate의 사용은 불가피하다. 왜냐하면 shielding plate의 자기 ...
본 논문은 인덕션 레인지에서 shielding plate의 와전류 저감이 가열체에 미치는 영향을 분석하였다. 세계적으로 인덕션 레인지 열풍이 불고 있다. 인덕션 레인지의 구성요소 중 coil과 ferrite core에 관한 연구는 활발히 진행되고 있지만 shielding plate의 관한 내용은 찾기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 기존에 면밀히 검토되지 않은 shielding plate에 주안점을 두었다. 인덕션 레인지에서 shielding plate의 사용은 불가피하다. 왜냐하면 shielding plate의 자기 차폐 역할로 인해 board에 미치는 자기장을 차폐하여 회로를 보호하기 때문이다. 하지만 shielding plate의 자기 차폐로 역할로 인해 인덕션 레인지의 전체 자기장도 감소한다. 이로 인해 인덕션 레인지의 성능이 저하될 수 있다. 따라서 자기차폐의 역할도 하면서 인덕션 레인지의 성능을 높일 수 있는 shielding plate의 개선 설계가 필요하다. shielding plate의 개선 설계에 앞서 기존 인덕션 레인지의 분석을 수행하였다. Ansys Maxwell 3D시뮬레이션을 이용한 FEM 해석을 통해 본 연구를 진행하였다. 실험을 통해 입력 조건을 분석하여 전류원으로 해석을 하였으며 모델링 및 mesh 작업을 거쳐 자기장, 와전류, 열원 분포를 분석하였다. 또한 구성 요소에 따른 파라미터 비교를 통해 측정값과 해석값의 경향성이 일치하는 것을 확인하여 시뮬레이션의 타당성을 검증하였다. shielding plate의 FEM 해석을 통해 shielding plate에도 많은 와전류가 분포하는 것을 확인했다. shielding plate의 와전류로 인해 board에 전달되는 자기장을 차폐하여 회로를 보호할 수 있지만 동시에 인덕션 레인지의 전체 자기장을 감소시켜 인덕션 레인지의 성능을 저하시킨다. 따라서 자기차폐의 역할도 하면서 인덕션 레인지의 출력 상승효과를 모두 고려한 shielding plate의 개선 설계가 필요하다. shielding plate의 와전류를 저감하는 설계를 통해 개선 설계를 하였다. shielding plate의 두께와 공극은 shielding plate의 와전류 저감에 거의 영향을 주지 못했다. 하지만 shielding plate에 slit을 추가하면 shielding plate의 와전류가 크게 저감되었다. slit으로 인해 shielding plate의 와전류가 저감되는 이유는 와전류 경로 때문이다. slit이 없는 기존 shielding plate에는 와전류가 하나의 path로 끊김없이 흐른다. 하지만 shielding plate에 slit을 추가하게 되면 slit을 기점으로 각각 독립된 와전류 path가 형성된다. 이로 인해 개선 설계 시 와전류가 흐르는 경로가 길어져 저항이 증가하여 전체 와전류의 크기가 작아진다. slit을 통한 shielding plate의 개선 설계 결과, 자기차폐도 어느 정도 되면서 출력상승 효과까지 보았다. 따라서 slit을 통해 shielding plate의 와전류를 저감시키면 자기차폐뿐만 아니라 출력상승 효과까지 볼 수 있다. shielding plate의 slit의 개수에 따른 영향 분석을 통해서 slit의 개수는 크게 중요하지 않은 것을 확인하였다. 따라서 구조적인 부분을 고려하여 slit 개수를 하나 이상만 추가하면 된다. 최종적으로 shielding plate에 slit을 추가하여 개선 설계를 하였고 개선 모델의 자기장 분포 및 와전류 분포를 확인하였다. slit으로 인해 shielding plate의 와전류가 저감되면 인덕션 레인지의 전체 자기장이 증가한다. 이로 인해 인덕션 레인지의 출력 및 효율 상승효과를 볼 수 있었다. 이를 시뮬레이션과 실험을 통해 검증을 하였으며 시뮬레이션과 실험이 같은 경향성을 보여 본 연구의 수행이 잘된 것을 알 수 있다.
본 논문은 인덕션 레인지에서 shielding plate의 와전류 저감이 가열체에 미치는 영향을 분석하였다. 세계적으로 인덕션 레인지 열풍이 불고 있다. 인덕션 레인지의 구성요소 중 coil과 ferrite core에 관한 연구는 활발히 진행되고 있지만 shielding plate의 관한 내용은 찾기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 기존에 면밀히 검토되지 않은 shielding plate에 주안점을 두었다. 인덕션 레인지에서 shielding plate의 사용은 불가피하다. 왜냐하면 shielding plate의 자기 차폐 역할로 인해 board에 미치는 자기장을 차폐하여 회로를 보호하기 때문이다. 하지만 shielding plate의 자기 차폐로 역할로 인해 인덕션 레인지의 전체 자기장도 감소한다. 이로 인해 인덕션 레인지의 성능이 저하될 수 있다. 따라서 자기차폐의 역할도 하면서 인덕션 레인지의 성능을 높일 수 있는 shielding plate의 개선 설계가 필요하다. shielding plate의 개선 설계에 앞서 기존 인덕션 레인지의 분석을 수행하였다. Ansys Maxwell 3D 시뮬레이션을 이용한 FEM 해석을 통해 본 연구를 진행하였다. 실험을 통해 입력 조건을 분석하여 전류원으로 해석을 하였으며 모델링 및 mesh 작업을 거쳐 자기장, 와전류, 열원 분포를 분석하였다. 또한 구성 요소에 따른 파라미터 비교를 통해 측정값과 해석값의 경향성이 일치하는 것을 확인하여 시뮬레이션의 타당성을 검증하였다. shielding plate의 FEM 해석을 통해 shielding plate에도 많은 와전류가 분포하는 것을 확인했다. shielding plate의 와전류로 인해 board에 전달되는 자기장을 차폐하여 회로를 보호할 수 있지만 동시에 인덕션 레인지의 전체 자기장을 감소시켜 인덕션 레인지의 성능을 저하시킨다. 따라서 자기차폐의 역할도 하면서 인덕션 레인지의 출력 상승효과를 모두 고려한 shielding plate의 개선 설계가 필요하다. shielding plate의 와전류를 저감하는 설계를 통해 개선 설계를 하였다. shielding plate의 두께와 공극은 shielding plate의 와전류 저감에 거의 영향을 주지 못했다. 하지만 shielding plate에 slit을 추가하면 shielding plate의 와전류가 크게 저감되었다. slit으로 인해 shielding plate의 와전류가 저감되는 이유는 와전류 경로 때문이다. slit이 없는 기존 shielding plate에는 와전류가 하나의 path로 끊김없이 흐른다. 하지만 shielding plate에 slit을 추가하게 되면 slit을 기점으로 각각 독립된 와전류 path가 형성된다. 이로 인해 개선 설계 시 와전류가 흐르는 경로가 길어져 저항이 증가하여 전체 와전류의 크기가 작아진다. slit을 통한 shielding plate의 개선 설계 결과, 자기차폐도 어느 정도 되면서 출력상승 효과까지 보았다. 따라서 slit을 통해 shielding plate의 와전류를 저감시키면 자기차폐뿐만 아니라 출력상승 효과까지 볼 수 있다. shielding plate의 slit의 개수에 따른 영향 분석을 통해서 slit의 개수는 크게 중요하지 않은 것을 확인하였다. 따라서 구조적인 부분을 고려하여 slit 개수를 하나 이상만 추가하면 된다. 최종적으로 shielding plate에 slit을 추가하여 개선 설계를 하였고 개선 모델의 자기장 분포 및 와전류 분포를 확인하였다. slit으로 인해 shielding plate의 와전류가 저감되면 인덕션 레인지의 전체 자기장이 증가한다. 이로 인해 인덕션 레인지의 출력 및 효율 상승효과를 볼 수 있었다. 이를 시뮬레이션과 실험을 통해 검증을 하였으며 시뮬레이션과 실험이 같은 경향성을 보여 본 연구의 수행이 잘된 것을 알 수 있다.
This paper analyzed the effect of the eddy current reduction of the shielding plate on vessel in induction range. The induction range craze is blowing around the world. Among the components of the induction range, coil and ferrite core are actively studied, but the study of the shielding plate is ha...
This paper analyzed the effect of the eddy current reduction of the shielding plate on vessel in induction range. The induction range craze is blowing around the world. Among the components of the induction range, coil and ferrite core are actively studied, but the study of the shielding plate is hard to find. Therefore, this paper focuses on the shielding plate which has not been examined in detail. The use of shielding plates in the induction range is inevitable. This is because the magnetic shielding of the shielding plate protects the circuit by shielding the magnetic field on the board. However, due to the role of magnetic shielding of the shielding plate, the total magnetic field of the induction range also decreases. This can degrade the performance of the induction range. Therefore, it is necessary to improve the design of the shielding plate which can improve the performance of the induction range while playing the role of magnetic shielding. Before the improvement of the shielding plate, I analyzed existing induction range. Ansys Maxwell 3D simulation was used for FEM analysis. The input conditions were analyzed through the experiment and analyzed as a current source. The magnetic field, eddy current and heat source distribution were analyzed through modelling and mesh operation. Also, it was confirmed that measured value and the analyzed value coincide with each other through parameter comparison according to the component. In this way, the validity of the simulation was verified. Eddy current was also distributed in the shielding plate by FEM analysis of the shielding plate. The eddy current of the shielding plate shields the magnetic field transmitted to board, but at the same time reduces the total magnetic field of the induction range and degrades the performance of the induction range. Therefore, it is necessary to improve the design of the shielding plate considering both the magnetic shielding effect and the output increase effect of the induction range. The shielding plate has need designed to reduce the eddy current. The thickness and air gap of the shielding plate had little effect on the eddy current reduction of shielding plate. However, adding slit to the shielding plate significantly reduced the eddy currents in the shielding plate. Due to the slit, the eddy current path becomes longer and eddy current of the shielding plate is reduced. In a conventional shielding plate without slit, the eddy current flows seamlessly into a single path. However, when a slit is added to the shielding plate, independent eddy current paths are formed from the slit. This increases the path length of the eddy current during the improvement. As the path of the eddy current becomes longer, the resistance increases and the size of the total eddy current becomes smaller. As a result the improvement design of the shielding plate through the slit, not only the magnetic shielding effect but also the output synergy effect. Therefore, by reducing the eddy current of the shielding plate though the slit, output rise effect as well as the magnetic shielding effect can be achieved. The influence of the number of slit on the shielding plate is analyzed and it is confirmed that the number of slit is not important. Therefore, it is only necessary to add at least one slit considering structural part. Finally, 4 slits were added to the shielding plate to improve the design, and the magnetic field distribution and eddy current distribution of the improved model were confirmed. If the eddy current of the shielding plate is reduced by slit, the total magnetic field of the induction range increases. As a result, the output of the induction range and the efficiency increase effect were confirmed. It is confirmed through simulation and experiments. Simulation and experiments shows the same tendency, and this study is well done.
This paper analyzed the effect of the eddy current reduction of the shielding plate on vessel in induction range. The induction range craze is blowing around the world. Among the components of the induction range, coil and ferrite core are actively studied, but the study of the shielding plate is hard to find. Therefore, this paper focuses on the shielding plate which has not been examined in detail. The use of shielding plates in the induction range is inevitable. This is because the magnetic shielding of the shielding plate protects the circuit by shielding the magnetic field on the board. However, due to the role of magnetic shielding of the shielding plate, the total magnetic field of the induction range also decreases. This can degrade the performance of the induction range. Therefore, it is necessary to improve the design of the shielding plate which can improve the performance of the induction range while playing the role of magnetic shielding. Before the improvement of the shielding plate, I analyzed existing induction range. Ansys Maxwell 3D simulation was used for FEM analysis. The input conditions were analyzed through the experiment and analyzed as a current source. The magnetic field, eddy current and heat source distribution were analyzed through modelling and mesh operation. Also, it was confirmed that measured value and the analyzed value coincide with each other through parameter comparison according to the component. In this way, the validity of the simulation was verified. Eddy current was also distributed in the shielding plate by FEM analysis of the shielding plate. The eddy current of the shielding plate shields the magnetic field transmitted to board, but at the same time reduces the total magnetic field of the induction range and degrades the performance of the induction range. Therefore, it is necessary to improve the design of the shielding plate considering both the magnetic shielding effect and the output increase effect of the induction range. The shielding plate has need designed to reduce the eddy current. The thickness and air gap of the shielding plate had little effect on the eddy current reduction of shielding plate. However, adding slit to the shielding plate significantly reduced the eddy currents in the shielding plate. Due to the slit, the eddy current path becomes longer and eddy current of the shielding plate is reduced. In a conventional shielding plate without slit, the eddy current flows seamlessly into a single path. However, when a slit is added to the shielding plate, independent eddy current paths are formed from the slit. This increases the path length of the eddy current during the improvement. As the path of the eddy current becomes longer, the resistance increases and the size of the total eddy current becomes smaller. As a result the improvement design of the shielding plate through the slit, not only the magnetic shielding effect but also the output synergy effect. Therefore, by reducing the eddy current of the shielding plate though the slit, output rise effect as well as the magnetic shielding effect can be achieved. The influence of the number of slit on the shielding plate is analyzed and it is confirmed that the number of slit is not important. Therefore, it is only necessary to add at least one slit considering structural part. Finally, 4 slits were added to the shielding plate to improve the design, and the magnetic field distribution and eddy current distribution of the improved model were confirmed. If the eddy current of the shielding plate is reduced by slit, the total magnetic field of the induction range increases. As a result, the output of the induction range and the efficiency increase effect were confirmed. It is confirmed through simulation and experiments. Simulation and experiments shows the same tendency, and this study is well done.
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