A generalized Jiles-Atherton hysteresis model

• Autorzy: Malczyk R. , Izydorczyk J.

Warianty tytułu

PL

Uogólniony model magnetycznej pętli histerezy Jilesa - Athertona

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a generalization of the Jiles-Atherton (J-A) model. The main goal of this work is to take into account all phenomena, such as conducting media, which result in a change in the shape of the magnetic hysteresis with frequency. For this purpose a class of models of Chua is recalled. The authors pointed the model, named J-A-C able to reproduce any phenomena. The authors compared the model J-A-C with other extensions of the J-A model, obtaining the results more consistent with measurements than these models.

PL

W artykule przedstawiono uogólniony model pętli histerezy magnetycznej Jilesa-Athertona (J-A). Celem pracy było przygotowanie modelu fenomenologicznego obejmującego wszystkie zjawiska zachodzące w materiale, takie jak np. prądy wirowe, które prowadzą do zmiany kształtu pętli histerezy wraz ze zmianą częstotliwości. Aby osiągnąć ten cel odwołano się do koncepcji modelu zaproponowanego przez L.O. Chua. W istocie jest to cała klasa modeli ze zmienną szerokością pętli histerezy. Modele te są czysto fenomenologiczne i mogą być wykorzystane w celu opisania wszystkich zjawisk, bez konieczności odnoszenia się do ich fizycznych podstaw. Autorzy opracowali model nazwany J-A-C, który jest bardzo podobny do pewnego modelu z klasy modeli Chuy, dziedzicząc dzięki temu wszystkie jego właściwości. W szczególności model zawiera wszystkie parametry modelu J-A, ponadto może obejmować parametry opisujące zmiany kształtu histerezy. Stwierdzono, że parametry przygotowane dla modelu J-A, a wykorzystane w modelu J-A-C pozwalają na uzyskanie wyników równie dokładnych jak w przypadku modelu J A. Autorzy artykułu porównali wyniki osiągnięte przy pomocy modelu J-A-C z innymi rozszerzeniami modelu J-A, które uwzględniają prądy wirowe w materiale magnetycznym. Model J-A-C lepiej oddaje wyniki pomiarów niż te modele. Niewątpliwą zaletą modelu J-A-C jest fakt, że rozszerza podstawowy model J-A pozwalając na odzwierciedlenie całej klasy zjawisk związanych z dyssypacją energii w materiale magnetycznym. Obecnie głównym przedmiotem badań jest uniwersalna metoda, która pozwoliłaby na wyznaczanie parametrów modelu niewystępujących w modelu J-A.

Słowa kluczowe

EN

Jiles-Atherton model; magnetic hysteresis; eddy current losses

PL

Model Jilesa-Athertona; magnetyczna pętla histerezy; prądy wirowe

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 60, nr 6
• Strony: 341--345
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Malczyk R.

• Magneti Marelli Poland - Automotive Lighting Plant, R&D DEPARTMENT, ul. Gen. Zaruskiego 11, 41-200 Sosnowiec, Poland

autor

Izydorczyk J.

• Institute of Electronics, Silesian University of Technology, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] Steinmetz C.P.: On the law of hysteresis, American Institute of Electrical Engineers Transactions, vol. 9, pp. 3-64, 1892, Proceedings of the IEEE, vol. 72, no. 2, pp. 197-222.
• [2] Bertotti G.: General properties of power losses in soft ferromagnetic materials, IEEE Trans. on Magnetics, vol. 24, pp: 621 – 630, 1988.
• [3] Chwastek K., Szczygłowski J., Wilczyński W.: Modelling dynamic hysteresis loops in steel sheets. The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, vol. 28, pp: 603-612, 2009.
• [4] Szewczyk R., Frydrych P.: Extension of the Jiles-Atherton Model for Modelling the Frequency Dependence of Magnetic Characteristics of Amorphous Alloy Cores for Inductive Components of Electronic Devices. Acta Physica Polonica, A, vol. 118, p782, 2010.
• [5] Zhang D., Fletcher J. E.: Double-Frequency Method Using Differential Evolution for Identifying Parameters in the Dynamic Jiles Atherton Model of Mn Zn Ferrites. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 62, pp: 460-466, 2013.
• [6] Chua, L.; Bass, S.C.: A Generalized Hysteresis Model. IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. 19, pp: 36-48, 1972.
• [7] Ling W.: Magnetic Core and BH Curve, FlowCAD Application Note, 2010.
• [8] Górecki K., Detka K.: Modelowanie charakterystyk rdzeni ferromagnetycznych, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 75, 2012.
• [9] Chwastek K.: Parametryczne badanie fenomenologicznego modelu histerezy magnetycznej. Prace Instytutu Elektrotechniki, zeszyt 252, 2011.
• [10] Jiles D.C.: Frequency dependence of hysteresis curves in conducting magnetic materials. Journal of Applied Physics, Vol. 75, p.:5511, 1994.
• [11] Szczygłowski J.: Influence of eddy currents on magnetic hysteresis loops in soft magnetic materials. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 223, pp: 97-102, 2001
• [12] Theocharis A. D., Milias-Argitis J., Zacharias T.: Three-Phase Transformer Model Including Magnetic Hysteresis and Eddy Currents Effects. IEEE Transactions on power delivery, vol. 24, pp: 1284-1294, 2009.
• [13] Pluta W. A.: Core loss models in electrical steel sheets with different orientation. Przegląd Elektrotechniczny vol. 87, pp: 37-42, 2011.
• [14] Petrovic P., Mitrovic N., Stevanovic M.: A hysteresis model for magnetic materials using the Giles-Atherton model. IEEE Systems Readiness Technology Conference, pp: 803-808, 1999.
• [15] Izydorczyk J.: A convenient method to compute parameters of Jiles and Atherton model for ferrite materials. Journal of the Magnetics Society of Japan, vol. 30, pp: 481-487, 2006.