考虑集肤和邻近效应的钢厂电加热系统阻抗数值计算
马乔1
佟冰2
同向前3
赵腾2
寇凯特2
杨洪音2
王勇2
1.中国重型机械研究院股份公司,陕西 西安 710018;西安理工大学 电气工程学院,陕西 西安 7100482.中国重型机械研究院股份公司,陕西 西安 7100183.西安理工大学 电气工程学院,陕西 西安 710048
摘要：钢厂电加热系统是电炉炼钢工艺的关键装备,电加热系统的导体阻抗计算对提高电炉炼钢能效至关重要.由于电加热系统的几何模型复杂,集肤及邻近效应影响显著,导致传统解析法难以适用.本文提出了一种基于有限元法的钢厂电加热系统阻抗数值计算方法,同时考虑了导体集肤效应及邻近效应.首先,基于时变电磁场理论建立了三维电磁场频域模型,给出了不同导体区域分界面处的边界条件.其次,采用有限元法对三维电磁场模型进行求解,基于伽辽金加权余量法对电势和磁失势位函数基本方程进行离散化.为验证本文所提方法的正确性和有效性,以某 100 t电炉钢厂电加热系统作为测试对象.研究结果表明:基于本文所提阻抗有限元计算方法可以得到电加热系统各部分的三维电流密度分布及交流阻抗,集肤及邻近效应在短网铜管和水冷电缆中表现较为显著,系统交流电抗远高于交流电阻,且交直流电感差异较小.
关键词：电加热系统阻抗集肤效应邻近效应电磁场
分类号：TF111.11(冶金技术)
论文发表日期：2025-01-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 61-69 )
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