Permanent magnet field calculated by the boundary-integral approach

• Autorzy: Pawluk K.

Warianty tytułu

PL

Pole magnetyczne magnesów trwałych w ujęciu całkowo-brzegowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Analytical or quasi-analytical algorithms of the boundary-integral approach to determine the magnetic field of permanent magnets are given. The method is based on a virtual scalar quantity attributed to the magnet pole face. Orthorhombic and cylindrical magnets are considered. The inverse trigonometric and natural logarithm functions appear in the algorithms for orthorhombic magnets and the integrals of Lipschitz-Hankel type having their elliptic-integral equivalence are used to form the algorithms for cylindrical magnets. If the homogeneous magnetisation cannot be assumed for the magnet the procedure of the axial or radial discretization is proposed with the corresponding equations. Some choice of computing results achieved by the author's test programs are presented.

PL

W artykule zaprezentowano podejście całkowo-brzegowe do obliczanie pola magnetycznego magnesów trwałych. Metoda opiera się na fikcyjnej wielkości skalarnej, którą przyporządkowuje się powierzchniom biegunowym magnesu. Rozpatrzono magnesy prostopadtościenne i cylindryczne. W algorytmach dotyczących magnesów prostopadlościennych występują odwrotne funkcje trygonometryczne i logarytmy naturalne, a w przypadku magnesów cylindrycznych mamy do czynienia z całkami Lipschitza-Hankela, które mają swoje odpowiedniki w całkach eliptycznych. Wobec magnesów, co do których nie można założyć równomiernego namagnesowania, zaproponowano prostą dyskretyzację, osiową lub promieniową i podano odpowiednie równania iteracyjne. Zaprezentowano wyniki kilku obliczeń komputerowych wykonanych przez autora za pomocą specjalnych programów testowych.

Słowa kluczowe

EN

permanent magnets; boundary integral method

PL

magnes trwały; metoda całkowo-brzegowa

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 57, nr 3-4
• Strony: 257--276
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pawluk K.

• Electrotechnical Institute, Warsaw,

Bibliografia

• 1. Abe1e M. G.: Structures of permanent magnets. Willey and Sons, Inc., New York, 1993.
• 2. Byrd P. F: Handbook of elliptic integrals for engineers and students. Springer-Verlag, Berlin, 1971.
• 3. Craik D.: Magnetism, principles and applications. J.Viley & Sons, New York, 1995.
• 4. Eason G., Noble B., Sneddon I. N.: On certain integrals of Lipschitz-Hankel type involving products of Bessel functions. Phil. Trans,. of the Roy. Soc., No 247, 1954, pp. 195-219.
• 5. Paw1uk K.: Scalar boundary-integral model of the 3-dimentional magnetic field (in Polish). Proceedings of Electrotechnical Institute, 1990/158, pp. 5-41.
• 6. Paw1uk K.: 3-D magnetic field of coils with an open magnetic core in boundary-integral approach. In Boundary element technology VIII, Comp. Mech. Publ., 1993, Southampton, Boston, pp. 147-156.
• 7. Paw1uk K., Życki Z.: Boundary-integral approach to determine the magnetic field created by a permanent magnet put in free space. COMPEL, The Intern. Journ. for Comput. and Math. in Electr. and Electron. Eng., 2000, 19/2, pp. 632-638.
• 8. Pawluk K., Życki Z.: The working state of cone-shaped permanent magnets determined by boundary-integral approach. COMPEL, The Intern. Journ. for Comput. and Math. in Electr. and Electron. Eng., 2000, 19/2, pp. 632-638.
• 9. Paw1uk K.: Algorithms based on integrals of Lipschitz-Hankel type for modeling permanent magnet fields. Bull. of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, 2001, 49/4, pp. 567-579.
• 10. Pawluk K.: Magneto-static fields drawn up by means of integrals of Lipschitz-Hankel type. In Electromagnetic fields in Electrical Engineering ISEF'01, 2002, Studies in Applied Electromagnetics and Mechanics IOS Press, Amsterdam, Berlin, Oxford, Tokyo, Washington DC, pp. 126-131.
• 11. Pawluk K.: Magneto-static field distribution due to inherent magnetisation of permanent magnets. Journal of Technical Physics, 2002, 43/42, pp. 443-542.
• 12. Pawluk K.: Integrals of Lipschitz-Hankel type in analysis of magneto-static fields. Journal of Technical Physics, 2003, 44/2, pp. 133-144.
• 13. Pawluk K.: Magnetic energy of a permanent magnet when set in free space. Conf. Proc. ISTET'03 Warsaw, pp. 155-158, Przegląd Elektrotechniczny, 2003, 79/10, pp. 731-734.
• 14. Pawluk K.: Permanent magnets dealt with boundary integral approach. In Computer Engineering in Applied Electromagnetism, 2003, pp. 83-88.
• 15. Pawluk K., Życki Z.: Boundary-integral model of a permanent magnet within a ferromagnetic structure. Proc. of ISTET'05. Lvov, pp. 67-70.
• 16. Pawluk K., Życki Z.: Permanent magnet with a ferromagnetic structure - boundary-integral model and its experimental verification. Arch. of El. Eng., 2006, No 3-4, pp. 273-288.
• 17. Press W., Flannery B., Teukolski S.: The art of scientific computing. Cambridge University Press, Cambridge 1968.
• 18. Ryshik I. M., Gradstein I. S.: Tables of series, products and integrals. VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1957.
• 19. Tozoni O. W.: Method of secondary sources in electrotechnics (in Russian). Energia, Moskov, 1975.
• 20. Życki Z., Pawluk K.: The working state of permanent magnets evaluated on the basis of partially measured magnet data. COMPEL, Int. J. Comp. and Math. in Electr. and Electron. Eng., 2000, 19/2, pp. 560-566.
• 21. Życki Z., Pawluk K.: Experimental verification of the boundary-integral approach for computation of disc permanent magnet (in Polish). Przegląd Elektrotechniczny, 2004, 80/2, pp. 150-154.