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多物理场仿真帮助 Miele 优化电磁炉设计

Christian Schröder
mieletec FH Bielefeld
Germany

Holger Ernst
Miele
Germany

设计电磁炉的目的是为了满足客户需求,让它具有比传统炉灶更好的精度和速度。设计师的任务是提高感应线圈与炉具相互作用的能效,并同时考虑系统的热和电磁。 Miele 是家用电器和商用机器领域全球领先企业,他们与 mieletec FH Bielefeld 的研究人员合作,使用仿真来改进、验证和优化其电磁炉设计。为了简化设计过程, Miele 计划减少样机数量。工程师在设计中需要面临某些挑战。比如,电流会产生非常难以消除的尖锐噪音。此外,炊具与线圈产生的磁场之间相互作用的电磁力,可能会导致放在炉面上的炊具四处移动。 为了获得电磁炉系统的精确描述,Miele 求解了传热及电磁场,并进行优化,从而确定最佳运行条件。通过使用参数扫描模拟了不同的交流电流的频率和线圈的几何形状,他们最终设计出了对于人耳近乎静音的电磁炉。此外,Miele 还模拟了磁场力,并发现了一种配置,在这种配置中由磁场产生的净力不会使锅具在炉灶上移动。通过使用 COMSOL Multiphysics,Miele 能够将所需的实验次数减少了 80%,从而节约成本和时间。

The comparison between COMSOL Multiphysics results (magnetic flux density norm) and experimental field lines shows that simulation is accurate and can be used to test other coil designs before building a prototype.

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