Basic study of optimization method of iron-core material for limit design of electric machinery

电机极限设计铁芯材料优化方法的基础研究

• 批准号: 23560328
• 负责人: MATSUO Tetsuji
• 金额: $ 3.49万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560328/
• 关键词: 電気機器工学; 磁性; 計算材料物理学; 電磁鋼板; 有限要素磁界解析

A basic macroscopic physical magnetization model is developed to simulate magnetic property of core material based on the material parameters.To clarify the magnetization process in the core, properties of silicon steel were measured under mechanical stress and DC biased excitation. Measured properties reveal that the macroscopic property can be explained by modeling the microscopic magnetization process such as the domain-wall motion, magnetization rotation and pinning.The macroscopic magnetization model is constructed by the assembly of simplified domain structure models (SDSMs), where the SDSM is a magnetization model of crystal-grain scale. The magnetization process is determined by local energy minimization. The magnetization property given by the assembled SDSMs agrees with measured property of silicon steel qualitatively. A finite element method for magnetic field analysis was developed, which describes rotational hysteretic field within practical computation time.

建立了一个基本的宏观物理磁化模型，根据磁芯材料的材料参数，模拟磁芯材料的磁特性，并在机械应力和直流偏置激励下测量了硅钢片的磁特性，研究了磁芯材料的磁化过程。测量结果表明，宏观磁化模型可以通过模拟畴壁运动、磁化旋转和钉扎等微观磁化过程来解释，宏观磁化模型由简化畴结构模型（SDSM）组装而成，其中SDSM是晶粒尺度的磁化模型。磁化过程由局部能量最小化决定。组装后的样品的磁化特性与实测的硅钢磁化特性定性一致。建立了一种磁场分析的有限元方法，该方法能在实际计算时间内描述旋转滞回场。

项目成果

Modeling of Magnetization Curves in Non-oriented Electrical Steel Sheets

无取向电工钢板磁化曲线的建模

• DOI: 10.1541/ieejfms.131.466
• 发表时间: 2011
• 期刊: IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials
• 作者: S. Sato;H. Ikeda;S. Nishimura;Y. Taniguchi;H. Shimizu and K. Harada;開道力
• 通讯作者: 開道力

塑性変形による鉄心性能劣化

由于塑性变形导致磁芯性能恶化

• 发表时间: 2011
• 作者: 開道力;新井聡
• 通讯作者: 新井聡

ベクトルプレイモデルの微分計算と有限要素磁界解析への応用に関する検討

矢量发挥模型微分计算及其在有限元磁场分析中的应用研究

• 发表时间: 2012
• 作者: 光岡隆平;美舩健;松尾哲司;開道力
• 通讯作者: 開道力

ピンニングを考慮した単純化磁区構造モデルに関する検討

考虑钉扎的简化磁畴结构模型研究

• 发表时间: 2012
• 作者: 須藤正人;美舩健;松尾哲司;開道力
• 通讯作者: 開道力

Macroscopic Magnetization Modeling Using Assembly of Simplified Domain Structure models

使用简化域结构模型组装进行宏观磁化建模

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Matsuo;C. Kaido
• 通讯作者: C. Kaido