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解析事例 誘導加熱の解析

公開日：2018年2月

誘導加熱は、駆動コイル内の交流を使用して物体に電流を誘導し、正確な配置と過渡励振パターンによって熱を生成します。熱特性と電気特性は、過渡電熱応答による温度依存があります。誘導加熱は、材料、シール、接合部の熱処理のほか、多くの分野で応用されています。

キーワード

誘導電流、誘導加熱、渦電流、ジュール損失

使用製品

ANSYS® Maxwell® 15.0、ANSYS Workbench™、ANSYS 伝熱解析製品群

説明

典型的な誘導加熱アプリケーションには、数キロヘルツ（kHz）の周波数で高電流が流れる駆動コイルと駆動コイルの内部かその近くに配置されるターゲットオブジェクトが含まれており、電流を誘導して熱を生成します（図1）。高性能な誘導加熱器の場合、駆動コイルは液冷型で中空の構造を持ちます。追加の伝熱/構造部品を使用して加熱対象オブジェクトを支持し、熱流と加熱時間を適切に制御します。ターゲットオブジェクトは、任意の温度上昇の生じる物体か、熱処理対象のオブジェクトが取り付けられた平板（ホットプレートや誘電加熱調理器具など）です。

図1. 中空の液冷型駆動コイルと渦電流およびジュール発熱を生じる導電性ターゲットを含む単純な誘導加熱の完全な3次元軸対称モデル（左）と1/12のくさびモデル（右）。このモデルは非常に簡略化されており、導電性ターゲットは外表面全体の対流熱伝達を除き断熱されている

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