The A-T formulation for 3D eddy current transient problem

• Autorzy: Nowak L. , Mikołajewicz J.

Warianty tytułu

PL

Model A-T do wyznaczania trójwymiarowego rozkładu prądów wirowych w stanach przejściowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An algorithm for a simultaneous solving of equations of the 3D electromagnetic field and equations of electric circuits of an electromagnetic device with solid conducting parts has been elaborated. In order to describe the 3D eddy current problem the A-T formulation has been applied. The governing differential equations result from the independent Ampere's and Faraday's laws. Therefore, the potentials A and T are described uniquely. The magnetic field is described in terms of magnetic vector potential A in the whole considered region. The electric vector potential T is computed only in the conducting region. In each time step, in order to solve the 3D problem, a special iterative procedure has been proposed. The 3D task has been substituted with an sequence of 2D problems. Transient and dynamic operation of the linear induction motor after the application of the supply voltages has been investigated.

PL

Przedstawiono algorytm jednoczesnego rozwiązywania równań opisujących trójwymiarowe pole elektromagnetyczne oraz równań opisujących obwody elektryczne przetwornika zawierającego masywne elementy przewodzące. Do opisu trójwymiarowego rozkładu prądów wirowych zastosowano model A-T. Równania modelu wynikają z niezależnych od siebie praw Ampera i Faradaya; potencjały A oraz T są więc zdefiniowane jednoznacznie. Pole magnetyczne jest w całym rozpatrywanym obszarze opisane wektorowym potencjałem magnetycznym A. Elektryczny potencjał wektorowy jest obliczany tylko w masywnym obiekcie przewodzącym. Do wyznaczania trójwymiarowego rozkładu pola elektromagnetycznego w każdym kroku czasowym zaproponowano specjalną interacyjną procedurę, w której zagadnienie trójwymiarowe zostało zastąpione iteracyjnym ciągiem zadań dwuwymiarowych. Jako przykład przedstawiono symulację stanów nieustalonych i dynamicznych liniowego silnika indukcyjnego.

Słowa kluczowe

PL

pole elektromagnetyczne; obwód elektryczny; przetworniki

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 50, nr 3
• Strony: 249--263
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Nowak L.

• Institute of Industrial Electrical Engineering, Poznań University of Technology

autor

Mikołajewicz J.

• Institute of Industrial Electrical Engineering, Poznań University of Technology

Bibliografia

• 1. Albanese R., Rubinacci R.: Formulation of the eddy-current problem. IEE Proceedings, 1990, Vol. 137, Pt. A. No 1, pp. 16-21.
• 2. Binns K.J., Lawrenson P.J., Trowbridge C.W.: The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields. John Wiley & Sons, Chichester, 1992.
• 3. Biro O., Preis K.: Finite element analysis of 3D eddy currents. IEEE Transactions of Magnetics. 1990. Vol. 26, No. 2, pp. 418-423.
• 4. Biro O. et. at: Performance of different vector potential formulations in solving multiply connected 3-dimensional eddy current problems. IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 26, No. 2, pp. 438-441.
• 5. Bossavit A.: Computational Electromagnetism. San Diego, Academic Press, 1998.
• 6. Nakata T. et al: Comparison of various methods for 3D eddy current analysis. IEEE Transactions on Magnetics, 1988, Vol. 24, No. 6, pp. 3159-3162.
• 7. Nakata T., Takahashi N., Fujiwara K., Okada Y.: Improvements of the T-Ω method for 3D eddy current analysis. IEEE Transactions on Magnetics, 1988, Vol. 24, No. 1, pp. 94-97.
• 8. Nowak L.: Interative procedure for 3D modelling of electromagnetic actuators. IEEE Transactions on Magnetics, 1995, Vol. 31, No. 3, pp. 1428-1431.
• 9. Nowak L.: Modele polowe przetworników elektromechanicznych w stanach nieustalonych (Field modells of the electromechanical converter transients - in Polish), Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 1999.
• 10. Nowak L.: Simulation of the dynamic of electromagnetic driving device for comet ground penetrator. IEEE Transactions on Magnetics, 1998, Vol. 34, No. 5, pp. 3146-3149.
• 11. Patecki A., Szymański G.: Calculation of 3D eddy currents problems by the finite difference method using the A,A-V formulation. Proc. of the 6-th Biennial Conference CEFC'94, Aix-les-Bains. France, pp. 18.