Efficient Computation of Global Forces in Magnetic Systems with Permanent Magnets

• Autorzy: Bernat J. , Stępień S. , Szymański G.

Warianty tytułu

PL

Metoda obliczania sił globalnych w układach elektromagnetycznych z magnesami trwałymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper a method of computing of magnetic forces in systems with permanent magnets is presented. In analyzed model the magnetostatic field problem considers the coil current excitation coupled to the permanent magnet. As a new contribution the global magnetic force calculation of the system is presented. The method of the force computation is verified by analysis of the International TEAM Wokshop Problem 23.

PL

W pracy przedstawiono metodę obliczania sił magnetycznych w układach z magnesami trwałymi. W przedstawionej analizie uwzględniono zagadnienia modelowania pól magnetostatycznych wywołanych przepływającym prądem oraz magnesem trwałym. Zaproponowano metodę obliczania globalnej siły działającej na cewkę z prądem oraz magnes trwały. Przedstawioną w pracy metodę estymacji sił zweryfikowano poprzez analizę układu przestawionego w International TEAM Wokshop Problem 23.

Słowa kluczowe

EN

permanent magnet; Maxwell stress tensor; magnetic force; finite element method

PL

magnes trwały; tensor naprężeń Maxwella; siła magnetyczna; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 85, nr 10
• Strony: 13--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bernat J.

autor

Stępień S.

autor

Szymański G.

• Poznan University of Technology, Chair of Computer Engineering, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznan,

Bibliografia

• [1] Ida N. and Bastos J., Forces in Permanent Magnets, International TEAM Workshop Problem 23, available at www.compumag.co.uk.
• [2] De Gersem H. and Hameyer K., Finite element simulation of a magnetic brake with a soft magnetic solid iron rotor, COMPEL, 21 (2002), no.2, 296-306.
• [3] Reichert K. and Tarnhuvud T., Accuracy problems of force and torque calculation in FE-systems, IEEE Trans. on Mag., 24 (1988), no. 1, 443-446.
• [4] De Oliveira A., Antunes R., Kuo-Peng P., Sadowski N. and Dular P., Electrical machine analysis considering field – circuit – movement and skewing effects, COMPEL, 23 (2004), no. 4, 1080-1091.
• [5] Hameyer K., Mertens R., Pahner U. and Belmans R., New technique to enhance the accuracy of 2D/3D field quantities and forces obtained by standard finite element solutions, IEE Proc. – Sci. Meas. Technol., 145 (1998), no.2, 67-75.
• [6] Kim D., Lowther D. and Sykulski J., Efficient Force Calculations Based on Continuum Sensitivity Analysis, IEEE Trans. on Mag., 41 (2005), no. 5, 1404-1407.
• [7] Kawase Y., Magnetic field analysis coupled with electric circuit and motion equation, Int. Compumag Society Newsletter, 7 (2000) no. 3, 12-16.
• [8] Bossavit A., Forces inside a magnet, Int. Compumag Society Newsletter, 11 (2004) no.1, 4-12.
• [9] Henrotte F., Handbook for the computation of electromagnetic forces in a continuous medium, Int. Compumag Society Newsletter, 11 (2004) no. 1, 3-9.
• [10] Pillay P. and Krishnan R., Modelling, Simulation, and Analysis of Permanent-Magnet Motor Drives, Part I: The Permanent-Magnet Synchronous Motor Drive, IEEE Trans. on Mag., 25 (1989) no. 2, 274-280
• [11] Pillay P. and Krishnan R., Modelling, Simulation, and Analysis of Permanent-Magnet Motor Drives, Part 11: The Brushless DC Motor Drive, IEEE Trans. on Mag., 25 (1989) no. 2, 265-274
• [12] Ren Z., Comparison of Different Force Calculation Methods in 3D Finite Element Modelling, IEEE Trans. on Mag., 30 (1994) no.5, 3471- 3475
• [13] Stępień S., Modelling and numerical simulation of AC motor considering global torque computation, Electrical Review, R. 85, Nr 7/2009, pp. 57-59.