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유도가열 히팅롤의 와전류 및 열해석
Eddy Current and Thermal Analysis of Induction Heating Roll 원문보기

대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B, 2002 July 10, 2002년, pp.709 - 711  

장석명 (충남대학교) ,  조성국 (충남대학교) ,  윤인기 (충남대학교) ,  정상섭 (충남대학교) ,  박희창 (한국기계연구원) ,  손영수 (한국기계연구원)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The Induction heating is used in various industry and ever-increasing number of applications. The heating roll, which is a kind of induction heating, widely used in curing of coatings and fiber industry. In this papaer, we analized thermal characteristic of induction heating roll by threedimensional...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 인덕션 히팅롤에서의 기본적인 특성인 자계분포를 해석적인 방법과 함께 2차원 유한요소법을 이용하여 검토하였다. 그리고 교류 자계에 의하여 2차 측 히팅롤의 Slab에서 발생한 와전류 분포를 조사하여 침투깊이에 따른 와전류가 어떻게 나타나는가를 확인하였다.
  • 본 논문에서는 인덕션 히팅롤의 자속 분포 및 와전류 분포특성에 대하여 검토하였고, 1차측과 2차축에서 각각 발생하는 손실을 비교하였으며, 또한 2차측 피가열물에 Heating pipe를 삽입하였을 때 히팅롤 표면의 온도 분포에 대한 효과를 검토하였다.
  • 이로써 온도분포가 균일한 인덕션 히팅롤의 설계 및 제작에 참고가 될 기본자료를 도출하는 방법을 제시하였다. 앞으로 성능이 더욱 우수한 히팅롤의 개발을 위해서는 각 부분의 재질에 따른 열발생, 효과적인 Heat Pipe의 구조 및 위치, 개수를 적절히 하는등의 이론적 · 실험적인 연구를 해야 만 한다.
  • 해석모델에 대한 2차원 FEM해석을 통하여 Heat Pipe를 넣었을 때 어떠한 온도 분포 특성이 나타나는지에 대해서 검토하였다. 그림6에서 온도분포를 위한 측정라인을 나타내었다.

가설 설정

  • 2차측 등가부하 Slab에 대해서 w》b이라고 가정하고 zv의 선단 부분에서의 end effect를 무시한다고 가정하면. 그림2에서 보는 바와 같이 2차측 직사각 Slab에 대한 전자계 지배 방정식을 다음 식(1)과 같이 얻을 수 있다.
  • 식(4)로부터 2차측에서 발생하는 와전류는 침투 깊이와 관련이 있음을 알 수 있다. 그리고 등가Slab에 대한 단위 면적당 열발생은 Slab의 두께가 침투깊이보다 훨씬 크다고 가정하면. 식⑹와 같이 유도할 수 있다.
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