Mots-clés

Chauffage par induction, thermique, électromagnétisme, choix technologiques, optimisation
 

Contexte / Objectif

Le chauffage par induction est de plus en plus utilisé dans l’industrie car il offre des avantages en termes de précision de chauffage, rendement et flexibilité. Afin d’optimiser ce procédé de chauffage sans contact, la modélisation permet d’étudier l’influence de chaque paramètre (fréquence par exemple) sur un critère précis (répartition de température dans la pièce à chauffer, par exemple). On s’intéresse ici à une modélisation d’un chauffage dit « au défilé » et à l’influence de différentes morphologies d’inducteur.

Réalisations de SIMTEC / Résultats

Les résultats obtenus étant confidentiels, on illustre ici la démarche sur un cas d’étude représenté ci-dessous :

• Modélisation du problème avec une géométrie d’inducteur simplifiée

La modélisation de ce problème couplé électromagnétique/thermique a été effectuée sous COMSOL Multiphysics®. Les plans de symétrie du lopin sont utilisés pour résoudre le problème thermique. Les courants induits dans le lopin d’acier sont représentés pour une fréquence donnée ainsi que le champ de température résultant :

Compte tenu de l’effet de peau, plus la fréquence du courant est élevée, plus le courant circule en surface. SIMTEC a réalisé des études paramétriques sur la fréquence et les propriétés électriques pour obtenir différentes répartitions de température dans le lopin. Ainsi, nous avons été capables de proposer dessolutions technologiques respectant les contraintes du client.
 

• Propositions de solutions technologiques

Une fois le modèle validé, SIMTEC a proposé l’utilisation de différentes morphologies d’inducteur pouvant être mise en œuvre sur une ligne de production et fournissant un champ de température répondant au cahier des charges du client. L’influence du type d’inducteur sur la qualité du chauffage a été étudiée numériquement et a permis d’optimiser le rendement du procédé.