Расчет трехмерного магнитного поля системы постоянных магнитов и ферромагнетиков на основе интегрального уравнения намагниченности и модели Джилса - Аттертона
Бесплатный доступ
В статье рассматривается расчет трехмерного магнитного поля системы постоянных магнитов и ферромагнетиков на основе интегрального уравнения намагниченности и модели Джиллса - Аттертона. Предполагается, что магнитная система состоит из постоянных магнитов и конструктивных элементов, выполненных из ферромагнитных материалов с известными характеристиками. Одной из задач является учет влияния магнитного гистерезиса материала каркаса на точность расчета магнитного поля. Для решения интегрального уравнения намагниченности используются метод ячеек и метод итерационной релаксации. Основная кривая намагниченности вычисляется по формуле Ланжевена. В качестве модельной задачи рассматривается расчет магнитного поля, создаваемого прямоугольным постоянным магнитом, расположенным на ферромагнитном основании в виде параллелепипеда. Полученные результаты могут быть использованы также при решении прямых и обратных задач для системы ферромагнитных тел и в тестовых задачах для сравнения с другими методами.
Ферромагнит, постоянный магнит, магнитное поле, интегральное уравнение, гистерезис, клеточный метод, релаксационный метод
Короткий адрес: https://sciup.org/147238541
IDR: 147238541 | УДК: 621.316 | DOI: 10.14529/mmp220204
Calculation of the three-dimensional magnetic field of a system of permanent magnets and ferromagnets based on the integral magnetization equation and the Jills-Atterton model
The article considers the calculation of the three-dimensional magnetic field of a system of permanent magnets and ferromagnets based on the integral magnetization equation and the Jills-Atterton model. It is assumed that the magnetic system consists of permanent magnets and structural parts made of ferromagnetic materials with known characteristics. One of the problems is to take into account the influence of the magnetic hysteresis of the frame material on the accuracy of calculating the magnetic field. The cell method and iterative relaxation method are used to solve the integral magnetization equation. The main magnetization curve is calculated using the Langevin formula. As a model problem, we consider the calculation of the magnetic field created by a rectangular permanent magnet located on a ferromagnetic base in the form of a parallelepiped. The results obtained can also be used in solving direct and inverse problems for a system of ferromagnetic bodies and in test problems for comparison with other methods.
Список литературы Расчет трехмерного магнитного поля системы постоянных магнитов и ферромагнетиков на основе интегрального уравнения намагниченности и модели Джилса - Аттертона
- Денисов, П.А. Решение прямых и обратных задач анализа магнитного поля электротехнических устройств с постоянными магнитами при их локальном размагничивании: автореферат дис. ... канд. техн. наук / П.А. Денисов. - Новочеркасск, 2016.
- Блох, Ю.И. Теоретические основы комплексной магниторазведки / Ю.И. Блох. - М.: МГГА, 2012.
- Jiles, D. C. Theory of Ferromagnetic Hysteresis / D.C. Jiles, D.L. Atherton // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1986. - № 61. - P. 48-60.
- Денисов, П.А. Описание петли гистерезиса с использованием явных выражений для модели Джилса - Атертона второго уровня / П.А. Денисов // Известия вузов. Электромеханика. - 2018. - №1. - С. 6-12.
- Черкасова, О.А. Исследование магнитного поля постоянного магнита с помощью компьютерного моделирования / О.А. Черкасова // Гетеромагнитная микроэлектроника. -Саратов: Издательство Саратовского университета. - 2014. - № 17. - С. 112-120.
- Матюк, В.Ф. Численное моделирование магнитного состояния ферромагнетика в неоднородном постоянном поле методом пространственных интегральных уравнений / В.Ф. Матюк , В.Р. Чурило, A.B. Стрелюхин // Дефектоскопия. - 2003. - №8. -С. 71-84.
- Игнатьев, В.К. Обратная магнитостатическая задача для ферромагнетиков / В.К. Игнатьев, А.А. Орлов // Наука и образование. - 2014. - №1. - С. 300-324.
- Печенков, А.Н. Алгоритмы расчетов и моделирования прямых и обратных задач маг-нитостатической дефектоскопии и устройств технической магнитостатики: автореферат дис. ... доктора техн. наук / А.Н. Печенков. - Екатеринбург, 2007.
- Dyakin, V.V. On the Solution of the Magnetostatic Field Problem in the Case of Magnetic Permeability That is Dependent on Coordinates / V.V. Dyakin, O.V. Kudryashova, V.Y. Raevskii // Russian Journal of Nondestructive Testing. - 2015. - V. 51, №9. -P. 554-562.
- Акишин, П.Г. Метод объемных интегральных уравнений в задачах магнитостатики / П.Г. Акишин, А.А. Сапожников // Вестник РУДН. Серия: Математика, информатика, физика. - 2014. - №2. - С. 310-315.
- Арутюнян, Р.В. Идентификация намагниченности постоянных магнитов на основе метода скалярного магнитного потенциала / Р.В. Арутюнян, С.А. Некрасов, П.Б. Середина // Известия вузов. Электромеханика. - 2018. - №6. - С. 19-25.
- Петухов, И.С. Модель векторного гистерезиса при периодическом электромагнитном поле / И.С. Петухов // Техн. електродинамжа. - 2014. - №1. - С. 28-34.
- Векторный магнитный гистерезис [Электронный ресурс]. -URL: https://caeclub.ru/forum/vektornyy-magnitnyy-gisterezis (дата обращения: 15.04.2021).
- Подгорный, Д.Э. Моделирование электромагнитных полей и процессов в трансформаторах тока и их цепях: автореферат дис. ... канд. техн. наук / Д.Э. Подгорный. - Новочеркасск, 1998.
