멕스웰 장치의 구조 도식 인덕션히팅

소개글

멕스웰 장치의 구조 도식 인덕션히팅에 대한 보고서 자료입니다.

목차

인덕션히팅을 위한 구조도식
Emloss 비교, 계산
고찰

본문내용

es/Sources.]
※아래부터 Boundaries/Sources 모두 위와 같음
설계제한에 4A/mm²이지만 멕스웰에는 A/m²이라 4e+006[A]사용
[Solve]
[자성체의 자속밀도 분포 및 자계분포]
최대 자속밀도 = 4.8155e-001 최대 자계 = 3.8320e+002
[자성체의 자속밀도 분포그래프] [자성체의 전류밀도분포 그래프]
[EM loss] [EM loss 계산]
최대 EM loss = 5.4308e+004 [W/m] EM loss = 2.1105
2. 2mm 나선형자성체
[장치의 구조 도식화]
직경 : 10cm, 길이 : 30cm
자성체 : 반지름 3cm, 높이 : 10cm
솔레노이드 : 턴수 150회 , 인가전류 : 4e+006 [A], 자성체두께 : 6cm
얇은 자성체 = 2mm
[Setup Materials]
background vacuum, 솔레노이드 copper, 자성체 Material180,
[Setup Boundaries/Sources.]
symmetry ( odd ), source ( 4e+006 A )
[Solve]
[자성체의 자속밀도 분포 및 자계분포]
최대 자속밀도 = 5.0665e-001 최대 자계 = 4.0318e+002
[자속밀도 분포 그래프] [자성체의 전류밀도 분포그래프]
[EM loss] [EM loss 계산]
최대 EM loss = 6.2776e+004 EM loss = 2.0849
3. 1mm 칫솔형 자성체
[장치의 구조 도식화]
직경 : 10cm, 길이 : 30cm
자성체 : 반지름 3cm, 높이 : 10cm
솔레노이드 : 턴수 150회 , 인가전류 : 4e+006 [A], 자성체두께 : 6cm
얇은 부분 = 1mm
[Setup Materials]
background vacuum, 솔레노이드 copper, 자성체 Material180,
[Setup Boundaries/Sources.]
symmetry ( odd ), source ( 4e+006 A )
[Solve]
[자성체의 자속밀도 분포]
최대 자속 밀도 = 1.3311e-001
[자계분포]
최대 자계 = 1.0593e+002
[자성체의 자속밀도 분포 그래프] [자성체의 전류밀도 분포그래프]
[EM loss] [EM loss 계산]
최대 EM loss = 5.1188e+003 EM loss = 2.2845
4. 2mm 칫솔형 자성체
[장치의 구조 도식화]
직경 : 10cm, 길이 : 30cm
자성체 : 반지름 3cm, 높이 : 10cm
솔레노이드 : 턴수 150회 , 인가전류 : 4e+006 [A], 자성체두께 : 6cm
얇은 부분 = 2mm
[Setup Materials]
background vacuum, 솔레노이드 copper, 자성체 Material180,
[Setup Boundaries/Sources.]
symmetry ( odd ), source ( 4e+006 A )
[Solve]
[자성체의 자속밀도 분포] [자계분포]
최대 자속밀도 = 1.2214e+000 최대 자계 = 9.719e+002
[자성체의 자속밀도 분포 그래프] [자성체의 전류밀도 분포그래프]
[EM loss]
최대 EM loss = 7.5797e+004
[EM loss 계산]
EM loss = 7.792
5. 2mm 피라미드형 자성체
[장치의 구조 도식화]
직경 : 10cm, 길이 : 30cm
자성체 : 최대 반지름 3cm, 높이 : 10cm, 최소 반지름 5mm,
(높이 2mm씩 상승하며 설계)
솔레노이드 : 턴수 150회 , 인가전류 : 4e+006 [A], 자성체두께 : 6cm
[Setup Materials]
background vacuum, 솔레노이드 copper, 자성체 Material180,
[Setup Boundaries/Sources.]
symmetry ( odd ), source ( 4e+006 A )
[Solve]
[자성체의 자속밀도 분포] [자계분포]
최대 자속밀도 = 1.8864e+000 최대 자계 = 1.5011e+003
[자성체의 자속밀도 분포 그래프]
중앙의 자속밀도 2/3지점의 자속밀도
[자성체의 전류밀도 분포그래프]
중간지점의 전류밀도 2/3지점의 전류밀도
[EM loss]
최대 EM loss = 9.6307e+004
[EM loss 계산]
EM loss = 6.81109
[분석]
구분
종류
최대 자속밀도
[T]
최대자계
[A/m]
최대 EMloss
[W/m]
EM loss 계산치
1mm
4.8155e-001
3.8320e+002
5.4308e+004
2.1105
2mm 나선형
5.0665e-001
4.0318e+002
6.2776e+004
2.0849
1mm 칫솔형
1.3311e-001
1.0593e+002
5.1188e+003
2.2845
2mm 칫솔형
1.2214e+000
9.719e+002
7.5797e+004
7.792
피라미드형
1.8864e+000
1.5011e+003
9.6307e+004
6.81109
두께 1mm부터 피라미드형까지 설계 하였다.
주목할 부분은 1mm 두께 보다 2mm 두께의 최대 자속밀도나 최대자계 등 거의 모든 부분에서 우위를 차지했다. 표피효과를 최대로 활용하기 위해서는 무조건 얇게 설계해서는 안 된다. 설계 상황에 맞게 두께를 조정하여 설계 하여야 한다.
[고찰]
이번 과제를 통하여서 많은 것을 배웠다. 피라미드형이나 얇은 칫솔 형을 설계할 때는 컴퓨터의 냉각기를 생각했다. 표면적을 넓게 하여서 에너지가 쉽게 발산하여 높은 에너지를 얻었다. 처음에 설계할 때는 자성체를 단일로 두고 10개 이상 만들었었지만 자성체를 하나로 설계하고 싶어서 위와 같이 설계하였다. 두께를 1mm정도 얇게 설계하니까 solve 할 때 매쉬를 많이 쪼개게 되어서 시간이 좀 걸렸다. 컴퓨터 CPU 또한 과부하가 걸렸다.
이번학기에 처음 접하는 MAXWELL 프로그램이다. 전부 영어로 되어있고 활용법이 어려워 보여서 쉽게 접근하지 못하였는데 여러 과제를 통해 맥스웰 프로그램을 조금이나마 사용할 수 있게 됐다. 앞으로 맥스웰 프로그램을 사용하여 수업시간에 배우는 것들을 설계해보고 나름대로의 설계도 해볼 생각이다.

키워드

멕스웰,   전자장,   전자기학,   인덕션히팅,   자성체,   자계,   자속밀도,   Em loss