Application of an exponential function for description of flux density changes in ferromagnetic materials

• Autorzy: Mazgaj W.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie funkcji wykładniczej do opisu zmian indukcji magnetycznej w materiałach ferromagnetycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a simple method of description of flux density changes during magnetization process in ferromagnetic materials. The method is based on the assumption that the flux density changes are a sum or a difference of the functions which describe one curve of the border hysteresis loop and a certain transient component. The suitable relationships which present the flux density changes as the functions of the field intensity and the relationships which present inverse functions were formulated. The proposed method can be used to describe flux density changes not only during the irreversible magnetization but also in the reversible magnetization process. It is significant in numerical calculations which concern magnetic circuits that include permanent magnets. The paper presents the examples of numerical calculations for some chosen ferromagnetic materials.

PL

W artykule przedstawiono stosunkowo prosty sposób opisu zmian indukcji i natężenia pola magnetycznego w procesie magnesowania materiałów ferromagnetycznych. Opiera się on na założeniu, że zmiany indukcji bądź natężenia pola magnetycznego są sumą lub różnicą funkcji opisującej jedną z krzywych granicznej pętli histerezy oraz pewnej składowej przejściowej. Sformułowano odpowiednie zależności przedstawiające zmiany indukcji magnetycznej w funkcji natężenia pola oraz zależności prezentujące funkcje odwrotne. Zaproponowana metoda może być wykorzystana do opisu zmian indukcji i natężenia pola nie tylko w procesie magnesowania nieodwracalnego, ale także podczas magnesowania odwracalnego, co ma istotne znaczenie w obliczeniach dotyczących obwodów zawierających magnesy trwałe. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń numerycznych dla kilku wybranych materiałów ferromagnetycznych.

Słowa kluczowe

EN

ferromagnetic materials; magnetic hysteresis; modelling

PL

materiały ferromagnetyczne; histereza magnetyczna; modelowanie

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 55, nr 3-4
• Strony: 223--235
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Mazgaj W.

• Institute of Electromechanical Energy Conversion, Cracow University of Technology,

Bibliografia

• 1. Bertotti G.: Hysteresis in Magnetism. Academic Press, London, 1998.
• 2. Bogucki M.: Matematyczny model pętli magnesowania ferromagnetyka (Mathematical model of magnetization loop of ferromagnetic material - in Polish). Archiwum Elektrotechniki. Tom XXX, Z. 3, 1981, pp. 799-808.
• 3. Davidson R.J., Charap S.H.: Combined Vector Hysteresis Model and Applications. IEEE Transactions on Magnetics. Vol. 32, No. 5, September 1996, pp. 4198-4203.
• 4. Dąbrowski M.: Analiza obwodów magnetycznych. Straty mocy w obwodach (Analysis of magnetic circuit. Power losses in circuits - in Polish). PWN, Warszawa - Poznań, 1981.
• 5. Heck C: Magnetic Materials and Their Applications. Butterworths, London, 1974.
• 6. Iványi A.: Hysteresis Models in Electromagnetic Computation. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1997.
• 7. Jagiełło A.S.: Mathematical Model of the Magnetization of Domain Structures of Magnetic Materials. Archives of Electrical Engineering. Vol. XLIV, No. 3, 1995, pp. 475-482.
• 8. Ji1es D.C.: Introduction to Magnetism and Magnetic Materials. Chapman & Hall, London, 1998.
• 9. Koh C.S., Hahn S., Park G.: Vector Hysteresis Modeling by Combining Stoner-Wohlfarth and Preisach Models. IEEE Transactions on Magnetics. Vol. 36, No. 4, July 2000, pp. 1254-1257.
• 10. Liorzou F., Phelps B., Atherton D.L.: Macroscopic Models of Magnetization. IEEE Transactions on Magnetics. Vol. 36, No. 2, March 2000, pp. 418-427.
• 11. Mayergoyz I.D.: Mathematical Models of Hysteresis. Springer-Verlag, New York, 1991.
• 12. Mazgaj W.: Wyznaczanie rozkładu indukcji i gęstości prądów wirowych z uwzględnieniem histerezy magnetycznej (Calculation of flux density and eddy current density distribution with regard to hysteresis phenomenon - in Polish). ZN Pol. Warszawskiej, Elektryka, Z. 111, 1999, pp.385-393.
• 13. Mazgaj W.: Calculations of magnetic field distribution in 3-D systems with taking hysteresis phenomenon into account. Proceedings of XVII Symposium Electromagnetic Phenomena in Nonlinear Circuits, Leuven, 2002, pp. 87-90.
• 14. Torre E.D.: A Simplified Vector Preisach Model. IEEE Transactions on Magnetics. Vol. 34, No. 2, March 1998, pp. 495-501.
• 15. Turowski J.: Elektrodynamika techniczna (Technical Electrodynamics - in Polish). WNT, Warszawa, 1993.