Power Electronics http://valvol.ru/ |
|
Комплексная магнитная проницаемость http://valvol.ru/topic1965.html |
Страница 26 из 28 |
Автор: | VM [ 03-03, 13:42 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
Насколько я понял, частотная зависимость потерь весьма монотонная и это заложено в рассматриваемую модель. При этом, в ряде учебников отмечается наличие всевозможных резонансных явлений в ферромагнетиках В частности, на практике это может вызвать не адекватное поведение сердечника на определённых частотах. Если резонансы в СВЧ области мало кого могут тревожить, то явления резонанса на средних частотах могут вызвать определённые эффекты. В частности замечено изменение геометрии петли гистерезиса при воздействии на сердечник радиочастоты в мГц-ом диапазоне. Это явление исследовалось Russel применительно к магнитным детекторам. К сожалению доступны только фрагменты его статьи. Прикладываю один из рисунков. https://drive.google.com/file/d/0B3QB6Ez1z-OXOWNmTjRtY3BvNVE/view?usp=sharing |
Автор: | Serebro [ 03-03, 13:55 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
VM писал(а): Насколько я понял, частотная зависимость потерь весьма монотонная и это заложено в рассматриваемую модель. При этом, в ряде учебников отмечается наличие всевозможных резонансных явлений в ферромагнетиках В частности, на практике это может вызвать не адекватное поведение сердечника на определённых частотах. Если резонансы в СВЧ области мало кого могут тревожить, то явления резонанса на средних частотах могут вызвать определённые эффекты. В частности замечено изменение геометрии петли гистерезиса при воздействии на сердечник радиочастоты в мГц-ом диапазоне. Это явление исследовалось Russel применительно к магнитным детекторам. К сожалению доступны только фрагменты его статьи. Прикладываю один из рисунков. https://drive.google.com/file/d/0B3QB6Ez1z-OXOWNmTjRtY3BvNVE/view?usp=sharing Дело не во влиянии частоты тока перемагничивания на форму петли гистерезиса, а в том, что в формуле описывающей безгистерезисную намагниченность (формула 2 статьи), не учитывается влияние внутреннего магнитного поля He (как это есть в классической модели Атертона). Поэтому, численно я и реализовал выкладки Амелина, но решил реализовать классическую модель Атертона, в которой как раз учтено внутреннее магнитное поле He (см. книгу) http://prntscr.com/aalos7 Однако, видно я где-то ошибся в программе...и петли совсем не такие какие есть в примерах к книге |
Автор: | valvol [ 03-03, 16:30 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
Serebro писал(а): ...Однако, видно я где-то ошибся в программе...и петли совсем не такие какие есть в примерах к книге В SPICE симуляторах используется как минимум две разновидности классической модели Джилса-Атертона http://microcap-model.narod.ru/ST_01.htm Похоже, что в статье используется упрощенная разновидность, в которой безгистерезисная кривая определяется только внешним полем. |
Автор: | Serebro [ 03-03, 17:15 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
valvol писал(а): Serebro писал(а): ...Однако, видно я где-то ошибся в программе...и петли совсем не такие какие есть в примерах к книге В SPICE симуляторах используется как минимум две разновидности классической модели Джилса-Атертона http://microcap-model.narod.ru/ST_01.htm Похоже, что в статье используется упрощенная разновидность, в которой безгистерезисная кривая определяется только внешним полем. Да, модификаций действительно много, Амелин упоминает две, но насколько я понял их...скорей всего значительно больше. Если только внешнее поле...тогда это как-то необоснованно в статье. Но судя по результатам моделирования, они не сильно расходятся с экспериментом |
Автор: | valvol [ 03-03, 17:55 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
Вот пример удачного (по заверениям автора) использования материалов указанного выше литературного источника. http://dmitry-shem.livejournal.com/28220.html |
Автор: | Serebro [ 03-03, 18:22 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
valvol писал(а): Вот пример удачного (по заверениям автора) использования материалов указанного выше литературного источника. http://dmitry-shem.livejournal.com/28220.html Я первый раз и наткнулся на эту публикацию Дмитрия Шема (к сожалению он уже умер), пока не получается реализовать численный алгоритм предложенный в книге |
Автор: | valvol [ 03-03, 19:59 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
А какова цель, если не секрет, реализации численного алгоритма расчёта модели Джилса-Атертона? |
Автор: | Serebro [ 03-03, 20:21 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
valvol писал(а): А какова цель, если не секрет, реализации численного алгоритма расчёта модели Джилса-Атертона? Нужно в модели показать процесс размагничивания (демагнетизации) образца (при различных формах воздействия) и сравнить с экспериментом |
Автор: | valvol [ 03-03, 23:37 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
Serebro писал(а): Нужно в модели показать процесс размагничивания (демагнетизации) образца (при различных формах воздействия) и сравнить с экспериментом Какая-то студенческая работа или пытаетесь что-то улучшить в модели Джилса-Атертона? |
Автор: | Serebro [ 03-03, 23:53 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
valvol писал(а): Serebro писал(а): Нужно в модели показать процесс размагничивания (демагнетизации) образца (при различных формах воздействия) и сравнить с экспериментом Какая-то студенческая работа или пытаетесь что-то улучшить в модели Джилса-Атертона? Нет, просто интересны гистерезисные процессы |
Автор: | valvol [ 04-03, 11:25 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
В принципе, во многих SPICE симуляторах уже реализован алгоритм расчёта модели Джилса-Атертона. И это уже позволяет вести какие-то сравнения с реальной картиной. Проблема в том, что этот алгоритм позволяет строить достаточно корректные предельные циклы, но дает осечку при попытки построения частных циклов. Казалось бы более примитивная модель Джона Чана и то ведёт себя более реалистично. Правда последняя также абсолютно безразлична в частотной области. Указанный недостаток можно в некоторой степени компенсировать, настраивая модель для конкретных условий работы (частота и форма траектории перемагничивания). В этой теме рассматривалось несколько альтернативных поведенческих моделей магнитных материалов. SPICE модель трансформатора в оригинале Transformer SPICE Model Modeling Frequency-Dependent Losses in Ferrite Cores SPICE Models For Power Electronics Complex Nonlinear Inductor High Frequency Magnetic Core Loss Study CORE LOSS STUDIES Что касается модели Джилса-Атертона, то делаются попытки её улучшения. Например: Модификация pspice-модели магнитного сердечника Исследование модели Джилса-Атертона для магнитного материала Метод коррекции формы кривой намагничивания в модели Джилса-Атертона ферромагнитного сердечника A Field-Extrema Hysteresis Loss Model for High-Frequency Ferrimagnetic Materials и т.д. |
Автор: | Serebro [ 04-03, 15:52 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
Спасибо за ссылки |
Автор: | valvol [ 05-03, 14:36 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
Программа на Python для расчета петли гистерезиса в соответствии с моделью Джилса-Атертона. Подробности можно посмотреть здесь: Код: import numpy as np from matplotlib import pyplot as plt mu0 = 4 * np.pi * 1e-7 # H/m a = 470 # A/m alpha = 9.38e-4 c = 0.0889 k = 483 # A/m Ms = 1.48e6 # A/m H = [0] delta = [0] Man = [0] dMirrdH = [0] Mirr = [0] M = [0] DeltaH = 20 Nfirst = 125 Ndown = 250 Nup = 250 for i in range(Nfirst): H.append(H[i] + DeltaH) for i in range(Ndown): H.append(H[-1] - DeltaH) for i in range(Nup): H.append(H[-1] + DeltaH) delta = [0] for i in range(len(H) - 1): if H[i + 1] > H[i]: delta.append(1) else: delta.append(-1) def L(x): return (np.cosh(x) / np.sinh(x)) - (1 / x) for i in range(Nfirst + Ndown + Nup): Man.append(Ms * (1 / np.tanh((H[i + 1] + alpha * M[i]) / a) - a / (H[i + 1] + alpha * M[i]))) dMirrdH.append((Man[i+1] - M[i]) / (k * delta[i+1] - alpha * (Man[i + 1] - M[i]))) Mirr.append(Mirr[i] + dMirrdH[i + 1] * (H[i+1] - H[i])) M.append(c * Man[i + 1] + (1 - c) * Mirr[i + 1]) plt.plot(H, M) plt.show() Результат работы: |
Автор: | qaki [ 08-03, 23:37 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
Serebro писал(а): Нет, просто интересны гистерезисные процессы Хотелось бы отметить некоторые особенности модели Джилса-Атертона (J&A). Прежде всего нужно иметь в виду, что уравнение J&A более или менее адекватно описывает только процесс начального намагничивания полностью размагниченного образца и не учитывает влияние зародышей размагничивания при переменном намагничивании. В случае предельного цикла упомянутые зародыши оказываются подавленными намагничивающим полем и картина В-Н-кривой оказывается близкой к реальной для знакопеременного поля. Однако для более интересного случая частных циклов уравнение J&A дает В-Н-кривые, содержащие участки нефизичного поведения кривой В-Н вблизи точек поворота траектории в виде ее раздутия вверх и вниз. К сказанному приведу пример решения уравнения J&A для феррита 2000НМ1 "в лоб" и с помощью симулятора Микрокап. На рисунке хорошо видны плоские вершины циклов, рассчитанные Микрокапом, и раздутые циклы прямого решения. То и другое в реальных частных циклах не наблюдается. Заметим, что плоские вершины Микрокапа есть результат корявого искусственного приема, примененного в программе для замазывания нефизичности. Само по себе решение уравнения J&A в Spice-симуляторах не представляет серьезных трудностей и может быть выполнено с помощью блок-схемы, предложенной в докторской диссертации P.R.Wilson (ссылку для скачивания первоисточника см. ниже). Автор этих строк использовал такой вариант Здесь в качестве независимой переменной используется время t, которое является естественной переменной в Spice-симуляторах. J&A в своей работе (есть по той же ссылке) не оговаривают форму намагничиваемого образца. По этой причине они пытаются учитывают внутреннее размагничивающее поле и предлагают использовать эффективное поле Не через коэффициент альфа. Однако для замкнутых сердечников или сердечников с малым зазором этим фактором вполне можно пренебречь. Такой подход, в частности, можно видеть у разработчиков Pspice. Скачать упомянутые работы можно по ссылке https://yadi.sk/d/LJRLBvsvpz8qE В архив помещена также книга Д. Джилса "Введение в магнетизм и магнитные материалы". Все на английском языке. Избранные места есть в переводе на русский, но в архив не включены. Был бы признателен, если админ сочтет возможным поместить содержимое в библиотеку форума. |
Автор: | valvol [ 09-03, 11:31 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
qaki писал(а): Был бы признателен, если админ сочтет возможным поместить содержимое в библиотеку форума. Отличная подборка, qaki! Выложил в раздел Статьи. Вы можете сами выкладывать тематические материалы в файловый архив сайта. Для этого надо лишь пройти несложную регистрацию. Файловый архив содержит много разделов, которые облегчают поиск соответствующих материалов. По желанию пользователей, можно открывать персональные разделы, допустим раздел qaki :). |
Страница 26 из 28 | Часовой пояс: UTC + 4 часа |
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group http://www.phpbb.com/ |