Betreuer / Supervisor: Xiao Xiao, M.Sc.;
Benedikt Schauerte, M.Sc.;
E-Mail / E-mail: xiao.xiao@iem.rwth-aachen.de Telefon / Telephone: +49 (0) 241 80-90255
Raum / Room: 006
Untersuchung der elektromagnetischen Eigenschaften von Elektroband unter alternierenden und rotierenden Felder
Investigation of electromagnetic properties of electrical sheet under alternating and rotating fields
Motivation Motivation
Zur präzisen Modellierung der magnetischen Anisotropie ferromagnetischer Materialien spielt eine vektorielle messtechnische Untersuchung einen entscheidende Rolle. Eine Messdatenbank von ferromagnetischer Materialien dient sowohl zur Parameteridentifikation als auch zur Parametrisierung und Validierung von Vektor- Hysterese Modellen. Die exakte Vorhersagen der magnetischen Verhaltens unter alternierenden (Abbildung 2) und rotierenden (Abbildung 3) Magnetisierungsverläufen ist Grundlage zur Abschätzung der in elektrischen Maschinen auftretenden Eisenverluste.
For precise modeling of magnetization properties of ferromagnetic materials, metrological investigation plays a crucial role. A measurement database of ferromagnetic materials is used for the parameter identification and the validation of the developed vector hysteresis models. Accurate predictions of hysteresis effects under alternating (Figure 2) and rotating (Figure 3) magnetizations is important for estimating hysteresis losses occurring in electrical machines.
Themengebiet Field of Application
Numerik, Elektromagnetik, Weichmagnete, Praktische Versuchsdurchführung Numeric, Electromagnetics, Soft Magnets, Practical Experiments
Möglicher Ansatz Possible Approach
Zur Charakterisierung der ferromagnetischen Materialien werden ein Single Sheet Tester (SST) zur eindimensionalen und ein Rotational Single Sheet Tester (RSST) zur zweidimensionalen Materialvermessungen (Abbildung 1) verwendet. Der RSST soll zunächst mit alternierenden Erregungen unter Verwendung der mit dem SST gemessenen Daten kalibriert werden. Anschließend sollen die am RPT unter verschiedenen Erregungen ermittelten Messdaten für die automatisierte Parameteridentifikation der Vektor Hysterese Modelle breitgestellt werden. Des Weiteren wird ein Modell entwickelt, welches den Fehler der gemessenen Hystereseverluste unter mathematisch negativer (CW) und positiv (CCW) rotierender Erregungen korrigiert. (Abbildung 4).
To characterize the ferromagnetic materials, a Single Sheet Tester (SST) is used for one- dimensional and a Rotational Power Tester (RPT) for two-dimensional material measurements (Figure 1). The RPT will first be calibrated with alternating excitations using the data measured with the SST. Subsequently, the measurements obtained on RPT under different excitations will be used for an automated parameter identification for vector hysteresis models. A model shall be developed to address the error of measured hysteresis losses under mathematical negative (CW) and positive (CCW) rotating excitations (Figure 4).
Erwartete Ergebnisse Expected Results
1. Literaturstudie zur Charakterisierung ferromagnetischer Materialien
2. Vermessung ferromagnetischer Materialien mittels des SSTs und des RPTs 3. Modellentwicklung zur Charakterisierung der rotierenden Hystereseverluste 4. Schriftliche Ausarbeitung
1. Literature study on the characterization of ferromagnetic materials 2. Measuring the ferromagnetic materials by the SST and RPT
3. Model development for the characterization of rotating hysteresis losses 4. Written elaboration
Bachelorarbeit / Bachelor Thesis Masterarbeit / Master Thesis
[1] Stanislaw Zurek, Characterisation of Soft Magnetic Materials Under Rotational Magnetisation, Taylor & Francis Group, LLC, 2018
Abbildung 2: Ermittelte Minorloops des Elektrobands M330-35 unter Erregungen von 0.1T bis 1.5T in 0 °, 30 °, 60 ° und 90 °
Richtung.
Abbildung 3: Gemessenen Feldstärke Loci des Materials M330-35 unter mathematisch negativen (CW) und positiven (CCW)
rotierenden Erregungen.
Abbildung 4: Hystereseverluste unter mathematisch negativen (CW) und positiven (CCW) rotierenden Erregungen.
Abbildung 1: a) Schematische Darstellung für a) SST und b) RPT. [1]
