Electromagnetic field forces and torques

Spałek, D.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Electromagnetic field forces and torques

Autorzy

Spałek D.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

Warianty tytułu

Siły i momenty sił w polu elektromagnetycznym

Języki publikacji

Abstrakty

The paper deals with the problem of force components determination and developing its physical interpretation. Although the numerical methods reach the higher and higher level, the theoretical reasoning for electromagnetic forces evaluation and its interpretation is still interesting theme. Firstly, the paper presents relation for the force density that emphasizes the physical reasons for inducing electromagnetic forces. The physical interpretation of force/torque components has been described. Secondly, the paper shows analytical and numerical examples of force components calculation. The presented analyses have brought to the theorem for surface representation of total torque for anisotropic regions.

W artykule rozważono problematykę wyznaczania gęstości objętościowych składowych sił w polu elektromagnetycznym i ich fizykalnej interpretacji. Jakkolwiek rozwój metod numerycznych pozwala na wyznaczenie wartości sił z coraz większą dokładnością, to interesującym pozostaje nadal ich teoretyczne okreśienie oraz interpretowanie. W pierwszej części artykułu, zaprezentowano podstawowe relacje opisujące siły i dokonano ich zinterpretowania. W drugiej części, pokazano analityczne i numetyczne przykłady obliczeń wybranych składowych sił. Zwrócono uwagę na fakt możliwości wyznaczania momentu elektromagnetycznego w pewnych środowiskach anizotropowych za pomocą całki powierzchniowej.

Słowa kluczowe

electromagnetic forces anisotropy hysteresis phenomenon

siła elektromagnetyczna pole elektromagnetyczne anizotropia histereza

Wydawca

Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering

Czasopismo

Archives of Electrical Engineering

Rocznik

2005

Tom

Vol. 54, nr 3

Strony

297--319

Opis fizyczny

Bibliogr. 31 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Spałek D.

Institute of Technical University of Elektrotechnics, Gliwice University Technology

Bibliografia

1. Adkins B., Harley P.G.: The generał theory of alternating current machines. Chapman and Hall, London 1978.
2. Benda O.: Mechanical effects of eleclromagnetic waves on materiał medium (in Russianj. Proceedings on MEI, Moscow 1970, pp. 21-42.
3. Ingarden R.S., Jamiołkowski A.: Classical eleclrodynamics. Elsevier-PWN, Warsaw, 1985.
4. Ivanov-Smolienskij A.W.: Eleclromagnetic forces and energy conversion in electrical machines (in Russian.). Moscow 1989.
5. Engelmann, Nethe A., Scholz T., Stahlmann H - D.: Application of force enhancement with ferroltuids in linear stepping motor model, Conference Proceedings ISTET 2003, Warsaw, vol. II pp. 425-428.
6. Hak-Yong Lee, Song-yop Hahn, et al.: Torque computation of hysteresis motor using finite element analysis with asymmetric two dimensional magnetic permeability tensor. IEEE Transaction on Magnetics, Vol.34, No. 5, September 1998.
7. Jackson J.: Classical electrodynamics. PWN, Warszawa 1982.
8. Kastner S.: Vectors, Tensors, Spinors (in German,). Akademie-Verlag, Berlin 1960.
9. Kent R. Davey: Analytic analysis of single and three phase induction motors. Problem 30a, Workshop TEAM. http://ics.ec-Iyon.fr/team.html
10. Komęza K., Pelikant A., Tegopoulos J., Wiak S .: Comparative computation of forces and torques of electromagnetic devices by means of different formulas. IEEE Transaction on Magnetics Vol. 30, No. 5, Pt. 2, 1994, pp. 3475-3478. U.
11. Landau L..D., Lifszyc E.M.: The classical theory of fields. Pergamon New York 1951.
12. Landau L.D., Lifszyc E.M.: Electrodynamics continuous regions (in Polish). PWN, Warsaw 1960.
13. Nethe A., Scholz T., Stahlmann H - D .: An analytical solution method for magnetic fields using ihe Fourier analysis and its application of ferrofluid driven electric machines. Conference Proceedings ISTET 2003, Warsaw, vol. II, pp. 421-424.
14. Paszek W.: Alternating current machines (in Polish). WNT, Warsaw 1984.
15. Pedersen P., Christensen L., Blaabjerg F., Oestergaard L .: A new dynamie model for a doubly salient permanenl magnet motor. Proceedings of International Conference on Electrical Machines ICEM'96, Vol. I , Vigo 1996, pp. 143-148.
16. Ren Z.: Comparison of different force calculation method in 3D finite element modelling. IEEE Transaction on Magnetics Vol.30, No. 5, 1994, pp. 3471-3474.
17. Riise A.B., Johansen T.H., Bratsberg H., Skjeltorp A .T.: Mapping of the magnetic field and Maxwell stress T(zz) in a piane between a magnet and a high-TC superconductor. Physica C, Vol. 218, No. 3-4, 1993, pp. 489-494.
18. Rosensweig R.: Ferrohydrodynamics. Cambridge University Press, Cambridge 1985.
19. Spalek D .: Asymmetrical energy tensors of electromagnetic field. Archives of Electrical Engi-neering, Vol. XLIV No. 4, 1995, pp. 525-541.
20. Spalek D., Burlikowski W.: Field evaluation for electromagnetic torque components. IEE Proceedings Electric Power Applications, Vol. 144, No. 2, 1997, pp. 85-94.
21. Spalek D.: Permeantive and reluctantive torque components in electrical machines determined by new asymmetrical stress tensors. Proceedings of International Conference on Electrical Machines ICEM'96, Vol. II, Vigo 1996, pp. 73-78.
22. Spalek D, Burlikowski W.: Hysteresis phenomenon influence on forces and torques in electromechanical converter. 9th International Symposium on Theoretical Electrical Engineering IS-TET'97 Proc, Palermo ltaly, 1997, pp. 263-266.
23. Spalek D .: Moment reluktancyjny a permeancyjny - definicje oraz różnice (Permeantiw and reluctantive torques the definitions and the differences - in Polish). ZN Politechniki Śląskiej, Elektryka nr 149, pp. 137-149.
24. Spalek D .: Electromagnetic torque components in synchronous salient-pole machine. The International Journal for Computation & Mathematics in Electrical & Electronics Engineering COMPEL, Vol. 16, Issue 3, MCB 1997 UK, pp.129-143
25. Spalek D .: Fast analytical model of induction motor for approaching rotor eccentricity. COMPEL International Journal for Computation Mathematics in Electrical & Electronics Engineering. MCB University Press, 1999 UK, Vol. 18, Issue 4, pp. 570-586.
26. Spałek D .: Anisotropy component of electromagnetic torque in electrical machines. Archives of Electrical Engineering, Vol. No 1, 1999, pp. 109-126.
27. Spalek D., Burlikowski W.: Hysteresis component of electromagnetic torque in permanent magnet machines. Archives of Electrical Engineering, Vol. XLVIII No 3, 1999, pp. 245-260.
28. Tamm I. E .: The fundamentals of electric theory (in Polish). WNT, Warszawa 1965.
29. Turowski J., Zakrzewski K., Sikora R.: Analiza i synteza pola elektromagnetycznego (Analysis and synthesis of electromagnetic field - in Polish). Ossolineum, Warszawa 1990.
30. Vandevelde L., Melkebeek J.A.A.: Computation of deformation of ferromagnetic materiał, IEE Proceedings Science, Measurements and Technology., Vol. 149, No.5 September 2002.
31. FEMM - Aladdin Free Public License, http:// members.aol.com/dcm3c.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPS2-0036-0052