Analysis and design of induction heating work coils

Abstract

ÖZET endüksiyonla ısıtma ıs bobinlerinin çözümlenmesi ve tasarımı ali el-fallah Yüksek Lisans Tezi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Muammer ERMİŞ : Doç. Dr. Haluk TOSUN May 1988, 83 pages Bu tezde endüksiyonla düzgün ısıtma uygulamalarında kullanılan iş bobinlerinin tasarımı ve analizi konu edilmektedir. Baker tarafından geliştirilen eşdeğer devre formulasyonu endüstriyel iş bobinlerinin tasarımında gayet yeterli sonuçlar vermektedir. Halbuki bu formulasyon senelerdir birikmiş amprik bilgiye gereksinim duymakta ve uygulanabilmesi için iş parçası içerisinde sabit malzeme özellikleri varsayılmaktadır. Bu çalışmada, eşdeğer devre metodu iş parçasının daha iyi modellenmesini içerecek şekilde genişletilmiştir. Bu düzenlenmiş model ısı çevrimi boyunca iş parçasının herhangi bir noktasında ve herhangi bir anda mevcut - v -sıcaklığa bağlı olarak malzeme özelliklerinin değişimini dikkate alır. Bu iyileştirme silindirik iş parçasının N konsentrik silindirik bölgeye, toplam ısıtma zamanını ise M bölgeye ayırarak gerçekleştirilmektedir. Bu iyileştirilmiş metot çeşitli problemlere uygulanmış ve elde edilen sonuçların gayet tatminkar olduğu görülmüştür. Anahtar sözcükler : Endüksiyonla ısıtma iş bobini, Bobin tasarımı, Endüksiyonla ısıtma. - vı -

ABSTRACT ANALYSIS AND DESIGN OF INDUCTION HEATING WORK COILS ALI EL-FALLAH M.Sc. in Electrical and Electronics Engineering Supervi sors : Assoc. Prof. Dr. Muammer ERMt Ş : Assoc. Prof.Dr. Haluk TOSUN May 1988, 83 pages ' This thesis deals with the analysis and design of induction heating work coils used in through heating applications. The equivalent circuit formulation developed by Baker -has been found to give quite adequate results in the industrial design of work coils. This formulation however requires many emprical data accumulated over many years and assumes constant material properties throughout the work-piece. In this work, the equivalent circuit method is extended to cover the case in which a better modelling for the work piece is achieved. The modified model accounts for the change in material properties due to temperature variations from surface to center at any time and also at every point within the work-piece during the heat cycle. - iii -This is achieved by dividing the cylindrical work piece into N concentric cylindrical regions and separating the total heating time into M time intervals. This improved method is applied to various problems and the corresponding results are found to be quite satisfactory. Key Words : Induction heating work-coil, Coil design, Induction heating. - xv -