Модели статического и динамического гистерезиса для расчета магнитного поля в остовах электротехнических устройств

• Автор: Сафаров, Сабир Фазил оглы
• Шифр специальности: 05.09.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Математическое моделирование квазистатического планарного пере-
магничивания изотропных ферромагнитных сред
1.1. Моделирование магнитного гистерезиса при квазистатическом однонаправленном перемагничивании ферромагнетика
1.1.1. Построение упрощенной математической модели гистерезиса
1.1.2. Результаты моделирования однонаправленного перемагничивания ферромагнетика
1.1.3. Обобщение модели магнитного гистерезиса при однонаправленном перемагничивании
1.2. Моделирование квазистатического планарного перемагничивания изотропного ферромагнетика
1.2.1. Идентификация параметров модели
1.2.2. Результаты моделирования квазистатического планарного перемагничивания изотропной стали
1.3. Выводы
2. Моделирование динамического планарного перемагничивания изотропных ферромагнитных сред
2.1. Постановка задачи
2.1.1. Теоремы существования и единственности
2.1.2. Переход к безразмерным величинам
2.2. Сведение краевой задачи к интегральному уравнению
2.3. Алгоритм численного решения
2.4. Результаты моделирования динамического перемагничивания изотропного ферромагнетика
2.5. Численное и экспериментальное моделирование динамического перемагничивания неоднородного пакета стальных пластин
2.6. Математическая модель динамического материального оператора
2.7. Выводы

3. Комбинированные методы расчета плоскопараллельного поля в кусочно-однородных ферромагнитных средах с учетом гистерезиса
3.1. Применение метода Галеркина для расчета плоскопараллельного поля в кусочно-однородных ферромагнитных средах
3.2. Построение базисных функций в канонических областях
3.3. Особенности учета гистерезиса при расчете пространственного распределения поля в магнитных системах электротехнических устройств
3.4. Расчет подъемной силы одностороннего линейного индукторного двигателя
3.5. Расчет магнитного поля и потерь в остовах силовых трансформаторов
3.6. Выводы
Заключение
Литература
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
ВВЕДЕНИЕ

В современных рыночных условиях предъявляются жесткие требования к качеству выпускаемого электрооборудования. Для создания конкурентноспособной продукции разработчикам электротехнических устройств приходится бороться за каждый процент выигрыша в весе, габаритах, потерях и т.д. Процесс проектирования таких устройств, как правило, связан с перебором большого количества различных вариантов их исполнения с целью выбора одного, наилучшим образом удовлетворяющего заказчика. Располагая пакетом программ, воспроизводящим работу проектируемого устройства, можно заменить длительный и дорогостоящий эксперимент по доводке изделия на стадии проектирования быстрым просчетом на ЭВМ различных вариантов исполнения устройства, добившись таким образом заметного удешевления процесса проектирования.
Многие электротехнические устройства (силовые трансформаторы, электрические машины, трансформаторы тока, дроссели и т.д.) содержат шихтованные магнитопроводы, которые набираются из пластин электротехнической стали. При работе этих устройств значительная часть энергии рассеивается в их магнитных системах. По имеющимся оценкам [1] в магнитопроводах электрических машин и аппаратов теряется более 6% всей производимой в стране энергии. Потери в стали в силовых трансформаторах мощностью 16000-40000 кВт на напряжения 110-500 кВ составляют в среднем 26,5% суммарных потерь. Уменьшения потерь можно добиться за счет улучшения характеристик используемой стали, но это приводит к удорожанию изделия из-за более высокой цены материала. Другой возможный путь - это совершенствование конструкций магнитопроводов электротехнических устройств в результате оптимизационных расчетов с помощью математических моделей с высокой точностью описывающих электромагнитные процессы.
При современном развитии теоретической электротехники в области расчета электромагнитных полей дальнейшее совершенствование математических моделей электротехнических устройств возможно, в основном, за счет более точного учета всех основных свойств материалов. В частности, при расчете поля в магнитопроводах, изготовленных из изотропной электротехнической стали в результате учета нелинейности, гистерезиса, вихревых токов и магнитной вязко-

Рисунок 1.4 - Предельная петля гистерезиса вдоль прокатки: _в_ эксперимент; -А~ моделирование.
Рисунок 1.5 - Предельная петля гистерезиса поперек прокатки: эксперимент; -А~ моделирование.