Two-dimensional FEM-analysis of eddy currents loss in laminated magneticcircuits

Abstract

Purpose. One of the solutions of the problemof taking into account losses in laminatedmagnetic circuits caused by eddy currents was examined. The proposed solution is intended for use in specialized mathematical models, which are based on a two-dimensional description of the electromagnetic field. The algorithm for calculating the equivalent value of the specific electrical resistance of the material of the magnetic circuit is based on the FEM analysis of the spatial distribution of the current density vector in the laminated magnetic core model, as well as the magnetic and electrical properties which are as close as possible to electrotechnical steel. The principal possibility of using the proposed approach was confirmed by comparing the calculated and experimental time dependences of the regime values, for example, of a single-phase transformer operatingat different voltage supply frequencies.

Розглядається одне з вирішень проблеми врахування втрат потужності в шихтованих магнітопроводах, що викликані вихровими струмами. Запропоноване рішення призначене для використання у спеціалізованих математичних моделях, які ґрунтуються на двовимірному описі електромагнітного поля. Алгоритм розрахунку еквівалентного значення питомого електричного опору матеріалу магнітопроводу побудовано на підставі FEM-аналізу просторового розподілу вектора густини струму в шихтованому взірці, магнітні та електричні властивості якого максимально наближені до електротехнічної сталі. Принципова можливість використання пропонованого підходу підтверджується порівнянням розрахункових та експериментальних часових залежностей режимних величин, на прикладі однофазного трансформатора, що працює за різних частот напруги живлення.