Exemple 2D : Tutoriel - Chauffage par induction

Avant-propos

Ce paragraphe est un résumé des cas traités en détail dans l'exemple 2D : « Induction heating tutorial ».

Etude réalisée

L'étude proposée dans le document « Induction heating tutorial» est l'étude du chauffage par induction d'une billette d'acier.

Dispositif étudié

Le dispositif étudié, représenté sur la figure ci-dessous, comprend les éléments suivants :

  • un inducteur qui produit le champ excitateur : l'inducteur est une bobine constituée de 6 tubes de cuivre, alimentée par une source de tension sinusoïdale
  • une charge qui correspond au composant chauffé : une billette cylindrique en acier

  • un circuit magnétique destiné à canaliser le flux

    (= concentrateur de flux)

Cas traités

Les modélisations décrites dans le tutorial se présentent sous la forme de quatre cas d'étude :

  • cas 1 : influence de la fréquence et de la tension d'alimentation
  • cas 2 : chauffage de la billette avec hypothèses simplificatrices
  • cas 3 : chauffage de la billette sans hypothèses simplificatrices
  • cas 4 : refroidissement de la billette

Cas 1

Le premier cas est une étude avec l'application Magnéto Harmonique des caractéristiques électriques du dispositif :

Il s'agit d'une analyse paramétrique de la puissance dissipée en fonction de la fréquence et de la tension d'alimentation.

Cas 2

Le deuxième cas est l'étude avec l'application Magnéto Harmonique couplée thermique transitoire du processus de chauffage :

Il s'agit d'une étude réalisée avec les hypothèses simplificatrices suivantes :

  • approximation non linéaire pour la caractéristique B(H) des matériaux magnétiques
  • propriétés des matériaux indépendantes de la température

Cas 3

Le troisième cas est l'étude avec l'application Magnéto Harmonique couplée thermique transitoire du processus de chauffage :

Il s'agit d'une étude réalisée sans les hypothèses simplificatrices précédentes, c'est à dire :

  • caractéristique B(H) non linéaire pour les matériaux magnétiques
  • propriétés des matériaux dépendants de la température

Cas 4

Le quatrième cas est l'étude avec l'application thermique transitoire du processus de refroidissement après chauffage par induction avec les caractéristiques du cas.