3218343722

18 Wprowadzenie do teorii i zastosowań materiałów magnetycznych

projektowania. Minimalizacja błędu podnosi ocenę wiarygodności procesu i nierzadko w sposób bezpośredni wpływa na obszar decyzyjny w sferach zarządzania produkcją czy eksploatacją. Przez szereg lat w zagadnieniach tych wystarczającym była znajomość i uwzględnienie charakterystyki magnesowania, albo granicznej pętli histerezy magnetycznej materiału. W dobie minimalizacji strat oraz zgodności z elektromagnetycznymi normami kompatybilnościowymi, istotnym jest precyzyjne określenie charakterystyki dynamicznej. A zatem niezmiernie ważnym staje się umiejętność konstruowania środowiska pomiarowo-symulacyjnego do badania zmian przebiegu pętli histerezy magnetycznej przy różnych charakterach wymuszenia oraz dla zadanych geometrii magnetowodów. Istnieje wiele metod analiz dynamicznych ferromagnetyków bazujących na teoriach mechaniki kwantowej i fizyki stochastycznej np. model Curie-Weissa czy model Isinga [20], [29], [36], [140], [164], [172], [189], [233], [236], [355]. Dzięki rozwojowi technik numerycznych modele te, a szczególnie najczęściej stosowane i rozwijane obecnie w obliczeniach obwodowych lub polowych modele Preisacha [4-5], [10], [16], [41], [43], [66], [77], [96], [147-148], [230], [266-268] oraz Jilesa-Athertona [7], [10], [79], [93], [96], [253], zaczęto implementować w różnych systemach symulacji komputerowych. Kluczowym zagadnieniem w analizie klasycznego modelu Preisacha jest dobór i aproksymacja analitycznej postaci nieliniowej funkcji wielu zmiennych zwanej funkcją wagi lub funkcją Preisacha. Dogodnym narzędziem do jej aproksymacji okazał się być algorytm sztucznych sieci neuronowych [27], [73], [141], [144], [197-198], [260], [351]. Ważnym fragmentem wszelkich analiz teoretycznych jest weryfikacja otrzymanych wyników poprzez stworzenie rzeczywistego obiektu badań i porównanie wartości obliczonych z pomierzonymi na modelu fizycznym i określeniem błędu modelowania. W niniejszej pracy analizowanym obiektem z elementem ferromagnetycznym byl dławik z rdzeniem zwijanym. Przeprowadzone oszacowania błędu pozwalają na stwierdzenie praktycznej użyteczności zastosowanego modelu i obliczeń ale stopień skomplikowania procedury wymaga dalszych badań nad ciągłym doskonaleniem oraz upraszczaniem opisu i analizowania tych trudnych nieliniowych zagadnień.

Siłą sprawczą wszelkich badań struktur magnetycznych jest ich finalne zastosowanie w konkretnych rozwiązaniach technicznych. Przykłady aplikacyjne przedstawione w książce dotyczą magnetycznych przetworników częstotliwości oraz dławików przeciwzaburzeniowych dostosowanych do unormowań kompatybilności elektromagnetycznej.

Szybki wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną wiążący się z racjonalnym jej wykorzystaniem powoduje coraz większe zainteresowanie źródłami podwyższonej częstotliwości. Stanowią one jedną z ważnych dziedzin energoelektroniki. Zasilanie indukcyjnych układów grzejnych oraz szybkoobrotowych zespołów napędowych wymaga zastosowania źródeł energii elektrycznej o częstotliwościach od sieciowej (50 Hz) do kilkunastu megaherców i mocach od