Численное моделирование поверхностного эффекта в ферромагнетике при синусоидальном магнитном потоке

Abstract

Разработана математическая модель поверхностного эффекта в ферромагнитной среде, основанная на методе конечных элементов с представлением временных зависимостей гармоническим рядом. Приведено решение задачи при синусоидальном магнитном потоке и выполнено сравнение полученного решения с аналогичным, получаемым при возбуждении электромагнитного поля синусоидальным током. Показано, что даже при условии синусоидального магнитного потока индукция магнитного поля на поверхности и в толще ферромагнетика является несинусоидальной, а потери от вихревых токов имеют более высокие значения.

Розроблено математичну модель поверхневого ефекту в феромагнітному середовищі, яка базується на методі скінченних елементів із представленням залежностей від часу гармонічним рядом. Наведено рішення задачі за умов синусоїдального магнітного потоку та виконано порівняння отриманого рішення з аналогічним, що має місце за умов збудження електромагнітного поля синусоїдальним струмом. Показано, що навіть за умов синусоїдального магнітного потоку індукція на поверхні та у товщі феромагнетика є несинусоїдальною, а втрати від вихрових струмів мають більш високі значення.

A mathematical model for the skin effect in ferromagnetic medium based both on finite element method and time harmonics method was developed. A solution under condition of sinusoidal magnetic flux was given, and a comparison of the solution to the same, obtained upon excitation of the magnetic field by sinusoidal current, was performed. It is shown that even in the case of a sinusoidal magnetic flux the magnetic flux density on the surface and inside of the ferromagnetic is non-sinusoidal, and eddy current losses have higher values.