Betreuer / Supervisor: Xiao Xiao, M.Sc.
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Raum / Room: 006
Numerische Optimierung der Anzahl und Verteilung der Hysteronen von Vektorhysterese Modellen
Numerical optimization of the distribution and number of hysterons of vector hysteresis models
Motivation Motivation
Zur genauen Vorhersagen des magnetischen Verhaltens in elektrischen Maschinen sollen Hysterese Effekte der ferromagnetischen Materialien mit berücksichtigt werden.
Vektorhysterese Play und Stop Modelle können diese hysteretischen Eigenschaften des Materials modellieren. Durch die Verwendung mehreren Hysteronen kann das Pinning- Feld, welches im Material nicht homogen verteilt ist, beschrieben werden. Die Masse entspricht dabei der Volumendichte jedes Hysterons und beschreibt den Einzelbeitrag des Hysterons zur Gesamtflussdichte𝑩bzw. zur Gesamtfeldstärke𝑯. Basierend auf diesem physikalischen Hintergrund, ist die Anzahl und Verteilung der Hysteronen hinsichtlich der Genauigkeit der Repräsentation der Hystereseeffekte und des Rechenaufwands des Modells ein entscheidender Faktor.
An accurate prediction of the magnetic behavior in electrical machines should consider hysteresis effects of ferromagnetic materials. Vector hysteresis play and stop models can model these hysteretic properties of the material. Due to the use of several hysterons the pinning field, which is not homogeneously distributed in material, can be described. Here, the mass corresponds to the volume density of each hysteron and describes the individual contribution of the hysteron to the total flux density𝑩or the total field strength𝑯. Based on this physical background, the number and distribution of hysterons is a crucial factor in terms of the accuracy of the representation of hysteresis effects and the computational effort of the model.
Themengebiet Field of Application
Numerik, Elektromagnetik, Weichmagnete, Vektor Hysterese Modellierung Numeric, Electromagnetics, Soft Magnets, Vector Hysteresis Modeling
Möglicher Ansatz Possible Approach
Ausgehend von einer Literaturstudie soll eine Optimierungsmethode entwickelt werden, die eine präzise Modellierung der Hysterese – Effekte verschiedener Materialien unter praktische relevanten Magnetisierungsarten sicherstellt. Dieses Optimierungsverfahren dient zur Ermittlung einer optimale Anzahl und Verteilung der Play– und Stop–Hysteronen des Vektorhysteresemodells. Die ermittelte optimale Anzahl und Verteilung der Hysteronen dienen weiter als Eingangsparameter des Fittingsprozesses, das die Masse jeder Hysteron bestimmt.
Based on a literature study, an optimization method will be developed to ensure a good representation of the hysteresis effects of different materials under practical relevant magnetizationtypes. This optimization method is used to derive an optimal number and distribution of play and stop hysterons. Furthermore, with combination of a fitting method the mass of each hysteron are determined.
Erwartete Ergebnisse Expected Results
1. Literaturstudie zum Thema Optimierungsverfahren und Vektorhystersemodellierung.
2. Entwicklung einer Optimierungsmethode, zur Berechnung der Hysteronenanzahl und –verteilung.
3. Entwicklung eines Fittingprozesses, welcher in Kombination mit dem entwickelten Optimierungsverfahren eine präzise Modellierung der Hysterese–Effekte ermöglicht.
4. Schriftliche Ausarbeitung.
1. Literature study on optimization method and vector hysteresis modeling.
2. Develop an optimization method that can optimally select the number and distribution of hysterons.
3. Develop a fitting process that, together with the optimization method, can accurately describe the hysteresis effects.
4. Written elaboration
Bachelorarbeit / Bachelor Thesis Masterarbeit / Master Thesis
play model stop model Validation with measurements