Векторный магнитный гистерезис: 3D-модели и алгоритмы в прямой и обратной постановке
DOI:
https://doi.org/10.17213/0136-3360-2019-4-10-17Ключевые слова:
моделирование, скалярный и векторный магнитный гистерезис, алгоритм расчетаАннотация
При проектировании электротехнических устройств необходимо учитывать потери от процесса перемагничивания материала, поскольку они могут составлять значительную долю общих потерь в магнитопроводе. Рассмотрены модель и алгоритм векторного 3D магнитного гистерезиса на основе скалярной Jiles-Atherton модели, использующей пять параметров. Предложена обобщенная модель вращающегося поля для изотропных и анизотропных материалов для прямой и обратной задач. Для построения векторного магнитного гистерезиса использован подход Maergoiz, для которого характерно суммирование изменений векторов в каждом конкретном направлении. Приведены примеры моделирования магнитного гистерезиса в векторной постановке в объеме анизотропного материала. Модель может быть использована и в случае двумерной 2D-постановки. Результаты моделирования подтверждают адекватность предложенных моделей.Библиографические ссылки
Вольдек А.И. Электрические машины / 3-е изд., перераб. Л.: Энергия, 1978. 832 с.
Moses J. Electrical steels: past, present and future developments // IEE Proceedings-A. ,1990, vol. 137, pp. 233-245.
Mayergoyz I.D. Mathematical Models of Hysteresis // New York: Springer-Verlag, 1991, 207 p.
Preisach F. Über die magnetische Nachwirkung // Zeitschrift für Physik, 1935, vol. 94, pp. 277-302.
Красносельский М.А., Покровский А.В. Системы с гистерезисом. М.: Наука, 1983, 271 с.
Brown W.F. Micromagnetics, domains, and resonance // J. Appl. Phys, 1959, vol. 30, pp. 62-69.
Aharoni A. Some recent developments in micromagnetics at the Weizmann Institute of Science //J. Appl. Phys. Suppl. 30, 1959, 70 p.
Aharoni A. Introduction to the Theory of Ferromagnetism (International Series of Monographs on Physics) //Oxford: Oxford University Press; 2 edition., Series: International Series of Monographs on Physics (Book 109), 2000, 336 p.
Jiles D.C. A self-consistent generalized model for the calculation of minor loop excursions in the theory of hysteresis // IEEE Trans. on mag., 1992, vol. 28(5), pp. 2602-2604.
Jiles D.C. Modelling the effects of eddy current losses on frequency dependent hysteresis in electrically conducting media // IEEE Trans. on mag., 1994, vol. 30(6), pp. 4326-4328.
Jiles D.C., Ramesh A., Shi Y., Fang X. Application of the anisotropic extension of the theory of hysteresis to the magnetizaition curves of crystalline and textured magnetic materials // IEEE Trans. on mag., 1997, vol. 33(5), pp. 3961-3963.
Jiles D.C., Atherton D.L. Theory of ferromagnetic hysteresis // Magnetism Magn. Mater., 1986, vol. 61, pp. 48-60.
Jiles D.C., Thoelke J.B. Theory of ferromagnetic hysteresis: Determination of model parameters from experimental hysteresis loops // IEEE Trans. On mag., 1989, vol. 25(5), pp. 3928-3930.
Jiles D.C., Atherton D.L. Ferromagnetic hysteresis // IEEE Trans. on mag., vol. MAG, Sep. 1983, vol. 19, № 5, pp. 2183-2185.
Chen Y., Snyder J.E., Schwichtenberg C.R., Dennis K.W., McCallum R.W., Ji- les D.C. Metal-bonded Co-ferrite composites for magnetostrictive torque sensor applications // IEEE Trans. On mag., 1999, vol. 35, № 5, pp. 3652-3654.
Подберезная И.Б. Алгоритмы моделирования магнитного гистерезиса // Изв. вузов. Электромеханика. 2015. № 6(542). С. 5 - 14.
Jiles D.C. Dynamics of domain magnetization and the Barkhausen effect // Czechoslovak Journal of Physics: Springer Netherlands, 2000, vol. 50, № 8, pp. 893-924.
Paulsen J. A., Ring A.P., Lo C.C.H., Snyder J.E., Jiles D.C. Manganese-substituted cobalt ferrite magnetostrictive materials for magnetic stress sensor applications // Journal of applied physics, 2005, vol. 97, pp. 044502(1)- 044502(3).
Chan J.H., Vladirimescu A., Gao X.C. Libmann P., Valainis J. Nonlinear transformer model for circuit simulation // IEEE Transactions on Computer Aided Design., April 1991, vol. 10, № 4, pp. 476-482.
Mayergoyz D. Mathematical models of hysteresis // Phys. Rev. Lett., 1986, vol. 56, № 15, pp. 1518-1521.
Mayergoyz D. Mathematical models of hysteresis (invited) // IEEE Transactions on Magnetics, 1986, vol. 22, № 5, pp. 603-608.
Mayergoyz D. Mathematical Models of Hysteresis and their Applications // New York: Academic Press, 2003, 498 p.
Leite J.V. Contribuição à modelagem da histerese vetorial (Contribution to the modeling of vector hysteresis) // PhD thesis, Florianópolis, Brazil, 2006.
Gyselinck J., Dular P., Sadowski N., Leite J., Bastos J.P.A. Incorporation of a Jiles-Atherton vector hysteresis model in 2D FE magnetic field computations Application of the Newton-Raphson method // COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering., 2004, vol. 23. № 3, pp. 685-693.
Bastos J. P.A., Sadowski N. Magnetic Materials and 3D Finite Element Modeling. London - New York: CRC Press., 2013, 396 p.
Bergqvist A.J. A simple vector generalization of the Jiles-Atherton model of hysteresis // IEEE Trans. Magn., September 1996, vol. 32, № 5, pp. 4213-4215.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
