The magnetic field of the tubular rectangular high current busduct of finite lenght

• Autorzy: Kolańska-Płuska J. , Barglik J. , Baron B. , Piątek Z.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper encloses the results of rectangle wires phenomena computation. The simulation was analyzed in the Femm 4.2. program. Numerical simulation was made for frequency 9835 Hz. The calculations of the electromagnetic field was made with the finite element method shows that FEMM software is useful tool for the initial analysis for electromagnetic field in the induction heaters. It can be successfully used for the calculation of approximate self-impedance values of rectangular cross section wires inclusive skin effect and proximity phenomenon.

PL

W pracy przedstawiono rozkład pola magnetycznego w przewodach szynowych o profilu prostokątnym wiodących prąd sinusoidalnie zmienny, służących do zasilania wzbudnika wewnętrznego układu nagrzewnicy indukcyjnej. Wykonano wielowariantową symulację komputerową w programie FEMM ver. 4.2. Wyznaczono rozkłady gęstości prądu i pola magnetycznego przewodach szynowych o profilu prostokątnym. Analizę przeprowadzono dla częstotliwości 9835 Hz. Uwzględniono zjawisko naskórkowości oraz efekt zbliżenia.(

Słowa kluczowe

EN

electromagnetic field; induction heating; induction hardening; skin effect

PL

pole elektromagnetyczne; nagrzewanie indukcyjne; hartowanie indukcyjne; naskórkowość

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 87, nr 5
• Strony: 134--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys.

Twórcy

autor

Kolańska-Płuska J.

autor

Barglik J.

autor

Baron B.

autor

Piątek Z.

• Opole University of Technology Faculty of Electrical Engineering, Automatic Control and Informatics,

Bibliografia

• [1] Hering M.: Podstawy elektrotermii. Część II. WNT, Warszawa 1998.
• [2] Langer E.: Teorie indukčniho a dielektrickeho tepla. Academia, Praha 1979.
• [3] Davies E.J .: Conduction and Induction Heating. Peter Peregrinus Ltd., London 1990.
• [4] Sajdak C. , Semek E.: Nagrzewanie indukcyjne. Podstawy teoretyczne i zastosowania. Wyd. Śląsk, Katowice 1987.
• [5] Barglik J., Muszyński J.: Stanowisko do hartowania indukcyjnego rur wzbudnikiem wewnętrznym. Materiały konferencji „Badania naukowe w elektrotermii”. Wisła 1988 r. ss. 12-19.
• [6] Rudnew V., Loveless D., Cook R., Black M.: Handbook of Induction Heating. Copyright by Marcel Dekker, New York 2003
• [7] Barglik J., Doležel I., Karban P., Kwiecień I., Ulrych B.: Comparison of two ways of induction hardening of long steel tubes. Proceedings of the XIII International Symposium on Theoretical Electrical Engineering. ISTET'05 Lvov 2005 pp. 11-14.
• [8] Piątek Z., Doležel I ., Baron B.: Pole magnetyczne we wsadzie rurowym nagrzewanym indukcyjnie od wewnątrz. Przegląd Elektrotechniczny, Rok LXXXI, No. 6, 2005, ss. 48-51.
• [9] Baron B., Kolańska-Płuska J., Krych J.: Application of Bessel functions and discrete Fourier transform to the analysis of electromagnetic system compromised from tubular work - piece heated by induction. XXXI IC SPETO, Gliwice 2008, pp. 27-28.
• [10] Piątek Z., Szczegielniak T.: Analiza numeryczna pola magnetycznego we wsadzie rurowym nagrzewanym indukcyjnie od wewnątrz. Przegląd Elektrotechniczny, R.85, Nr 3/2009, ss. 63-66.
• [11] Kolańska-Płuska J.: The Application of FEMM Program for Numerical Analysis of Electromagnetic Field of Rectangle Wires Section in Long Iron Pipes Heardening Process. XXXII IC SPETO, Gliwice 2009, pp. 31-32.
• [12] Kurbiel A., Waradzyn Z.: A method for Determining Electrical Quantities in a Workpiece Heated by Induction. Electrical Power Quality and Utilisation, Vol. IX, No 1/2003, pp. 103-108.
• [13] Chiampi M., Chiarabaglio D., Tartaglia M.: A general approach for analyzing power busbar under AC conditions. IEEE Trans. on Magn., Vol. 29, No. 6, November 1993, pp. 2473-2475.
• [15] Du J., Burnett J ., Fu Z. C.: Experimental and numerical evaluation of busbar trunking impedance. Electric Power Systems Research 55 (2000), pp. 113-119.
• [16] Cher R., Bryant J.: The inductance of busbars of rectangular cross-section. Austrialian Postmaster-General’s Department: Research Laboratory Report No. 4139, February 1956.
• [17] Kalantarov P. L., Ciejtlin L. A.: Calculating of inductances (in Russian). Energija, Saint Petersburg 1970.
• [18] Strunski j B . M.: Short electric network of electric furnaces (in Russian). GN-TIL po Cz. i CM, Moskow 1962.
• [19] Au A. , Maksymiuk J ., Pochanke Z.: Podstawy obliczeń aparatów elektroenergetycznych. WNT, Warszawa 1982.
• [20] Grover F. W.: Inductance Calculations. Dover Phoenix Editions, New York 2004.
• [21] Battauscio O., Chiampi M., Chiarabaglio D.: Experimental validation of a numerical model of busbar systems. IEE Proc. Gener. Transm. Distrib., Vol. 142, No. 1, January 1995, pp. 65-72.
• [22] Dawson F. P., Cao M., Jain P. K.: A simplified approach to calculating current distribution in paralleled busses. IEEE Trans. on Magn., Vol. 26, No. 2, March 1990, pp.971-974.
• [23] Kazakov M. K.: Using the full current law in discrete form for measuring high direct currents. Electrical technology, No. 3, 1997, pp. 143-157.
• [24] Hwang C. C., Chang J. J., Jiang Y. H.: Analysis of electromagnetic and thermal fields for a bus duct system. Electric Power Systems Research 45 (1998), pp. 39-45.
• [25] Tozoni O. W., Kolerowa T. Ja.: Multiphase industrial busducts. Naukowa Dumka, Kiev 1966.
• [26] Du Y., Burnett J., Fu Z. C.: Experimental and Numerical Evaluation of Busbar Trunking Impedance. Electric Power Systems Research, No 55, 2000, pp. 113-119.
• [27] Lipiński W.: Analiza rozkładu gęstości prądu w wydłużonej szynie prostokątnej. Archiwum Elektrotechniki, tom XXIII, z. 1, 1974, ss. 49-57.
• [28] Piątek Z.: Indukcyjność przewodu o przekroju prostokątnym i dowolnej długości. Przegląd Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, R. 83, NR 2/2007, ss. 119-122.
• [29] Piątek Z.: Zastosowanie równania całkowego do wyznaczania impedancji własnej przewodu szynowego dowolnej długości o przekroju prostokątnym. X Konferencja "Zastosowania komputerów w elektrotechnice" ZKwE 2006, Poznań, 18-20.04.2006, ss. 81-82.
• [30] Piątek Z., Kusiak D.: The magnetic field intensity in a busbar of a rectangular cross-section with a finite length. XXX International Conference on Fundamentals of Electrotechnics and Circuit Theory (XXX IC SPETO’2007), Gliwice – Ustroń, pp. 249-250.
• [31] Piątek Z., Kusiak D.: The busbar of a rectangular crosssection - the magnetic field. International Conference on Advance Methods in the Theory of Electrical Engineering Applied to Power Systems AMTEE’07, September 10-14 2007, Pilsen, Czech Republic, pp. I.23-I.24.
• [32] Piątek Z., Kusiak D.: Application of an integral equation for calculation of the impedance of any length busbar of rectangular cross-section. ALWERS, ISBN 13: 978-83-923978-2-3, Poznań 2006, pp. 236-242.
• [33] Baron B., Kolańska-Płuska J.: Application of Bessel functions and discrete Fourier transform to the analysis of electromagnetic system comprised of conducting solid or annular cylinder and coil wound it. Prace Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria Elektryka Nr 2(206) Politechnika Śląska, Gliwice 2008, pp. 33-52.
• [34] Krakowski M . : Elektrotechnika teoretyczna. Pole Elektromagnetyczne. WN PWN, Warszawa 1995.
• [35] FEMM documentations: Finite Element Method Magnetics Version 4.2 User’s Manual, David Meeker [e-mail], 2008