Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Elektromágneses terek

Megismertetni a hallgatókat az áramkiszorítás jelenségeivel és számításának elveivel, valamint a fontosabb áramkiszorítási modellekkel és azok gyakorlati alkalmazásaival nem ferromágneses és nem ferromágneses vezetők esetén.

-         Fizikai magyarázat, indukált örvényáramok, közelségi hatás.

-         Az elektromágneses tér számítása. Hasonlósági törvények, a behatolási mélység. A jelenséget leíró Maxwell-egyenletek. Egydimenziós változat a térjellemzőkre, a térimpedanciára és a felületi teljesítménysűrűségre. Analitikus, félanalitikus és numerikus számítási módszerek.

Modellek nem ferromágneses vezetők esetén

-         Végtelen, sík felületű féltérvezető. A modell használhatósága.

-         Sík felületű vezető lemezek. A villamos tér párhuzamos a lemezek felületével. Analitikus megoldás: egydimenziós modellek szimmetrikus, antiszimmetrikus és nem szimmetrikus gerjesztés esetén. Végeselemes megoldás kétdimenziós modellek esetén. Gyakorlati alkalmazások: lemezek örvényáramvesztesége, egy- és háromfázisú áramvezető sínek, egy és többrétegű induktortekercsek, lemezalakú betétek, valamint villamos forgógépek hornyaiban lévő vezetők belső impedanciája.

-         Végtelen, hullámos felületű féltérvezető. Megoldás félanalitikus és végeselem módszerrel. Gyakorlati alkalmazás: sík felületű betét helyett hullámos betétek indukciós hevítése.

-         Tömör és üreges hengerek tengelyirányú és érintőirányú villamos tér esetén. Analitikus megoldás az egydimenziós, végeselemes megoldás kétdimenziós sík és hullámos felületű modellek esetén. Gyakorlati alkalmazások: hengeres áramvezetők belső impedanciája és a hengeres betétű indukciós hevítési technológiák.

-         Gömbvezető hengerszimmetrikus gerjesztéssel. Megoldás analitikus és végeselem módszerrel. Gyakorlati alkalmazás: lebegtető indukciós olvasztás.

-         Távvezeték földvisszavezetéssel. Analitikus és végeselemes kétdimenziós megoldások a földvezető belső impedanciájának kiszámítására.

Egydimenziós közelítő analitikus modellek ferromágneses vezetők esetén

-         Végtelen, sík felületű féltérvezető. Megoldás a térjellemzőket az alapharmonikusukkal közelítő és a mágnesezési görbét derékszögűnek tekintő számítási módszerrel. Gyakorlati alkalmazás: ferromágneses hengeres betétű indukciós hevítési technológiák.

-         Sík felületű vezető lemezek. Megoldás a mágnesezési görbét derékszögűnek tekintő számítási módszerrel. Gyakorlati alkalmazás: ferromágneses lemezek indukciós hevítése.

előadás

 a zárthelyi pótolható

A szorgalmi és vizsgaidőszakban igény szerint, folyamatosan

1. Simonyi, K.: Elméleti villamosságtan. Tankönyvkiadó. Buapest. 1960.
2. Tevan, Gy.: Áramkiszorítási modellek az erősáramú elektrotechnikában. Budapesti Műszaki Egyetem Mérnöki Továbbképző Intézet. Budapest. 1985.
3. Beji Szabó D.: Indukciós hevítés. Műszaki Könyvkiadó. Budapest, 1965.
4. Koller, L.: Ellenállás- és indukciós hevítés. Tankönyvkiadó. Budapest. 1987. J5-1421. Nívódíjas egyetemi jegyzet.
5. 2.29 Koller, L.-Tevan, Gy.: Electrical Dimensioning of Inverter-Load System in Induction Heating of Ferromagnetic Plates as Load. Periodica Polytechnica. 1999 Vol. 43. No 2. pp. 91-100
6. 2.30 Tevan, Gy.- Koller, L.: Approximate Calculation of Equivalent Length in Induction Heating with Flux Conductor Containing Ferromagnetic Plate. Periodica Polytechnica. 1999 Vol. 43. No 2. pp. 81-89