Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Mágneses eszközök modellezése CAD rendszerekben

    A tantárgy angol neve: Modelling of Magnetic Devices in CAD Systems

    Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2009. november 24.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Műszaki Informatika Szak

    Választható tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEV9331 6-9. 4/0/0/v 5 1/1
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Iványi Miklósné,
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    dr.Iványi Miklósné

    egyetemi tanár

    Szélessávú hírközlés és villamosságtan tanszék

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Anyagismeret, Elektromágneses terek

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    Ez a tárgy felvehető bármely más tárgy korábbi teljesítése esetén.

    7. A tantárgy célkitűzése

    A korszerű mágneses és villamos rendszerek, berendezések és készülékek analízise és szintézise sok esetben szükségessé teszik a mágneses anyagok tulajdonságainak és viselkedésének alapos ismeretét. Az elméleti és gyakorlati megközelítés szempontjából egyaránt fontos a mágneses anyagok nemlineáris, hiszterézises viselkedése, és annak megfelelő modellezése és a modellek paramétereinek a mérési adatok alapján történő meghatározása.

    A tárgy célkitűzése a mágneses anyagok viselkedésének rövid összefoglalása, az anyag hiszterézis karakterisztikáját leíró modellek és szimulációs eljárások megismertetése, valódi mágneses eszközökön a hiszterézis karakterisztika paramétereinek mérési adatok alapján történő meghatározása, valamint azoknak a CAD rendszerekhez való illesztése, ill. az illesztés során felmerülő problémák tárgyalása. A tárgy felkészít a fenti anyagoknak a kutatásban, a tervezésben és az ipari gyakorlatban való alkalmazásához szükséges ismeretek, a hiszterézis karakterisztika modern, a LabVIEW virtuális laboratóriumi feltételek mellett a mérési gyakorlatok megszerzésére és a fenti anyagok modern, a CAD tervező rendszerekhez illeszthető eljárásainak megismerésére és realizálására.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    A mágneses anyagok elektromágneses térben való viselkedésének fenomenológiai leírása. Dia és paramágneses anyagok viselkedése, ferromágneses, antiferromágneses és ferrimágneses anyagok leírása, mágneses karakterisztikáiknak jellemzői. A mágneses hiszterézis és jellemző paraméterei.

    A mágneses domén szerkezet a mágnesezési folyamatban. A mágneses domének reverzíbilis és irreverzíbilis változásai, a domén falak elmozdulásának és elfordulásának elméletei. Termodinamikai és mechanikai jelenségek a mágnesezési folyamatokban. Anizotropia, a mágnesezési folyamatok dinamikus viselkedése, regenerálódás és öregedési folyamatok.

    Mágneses hiszterézis karakterisztikák modellezési eljárásai.

    Makroszkopikus viselkedés alapján történő leírás. Az analitikus függvényekkel adott stacionárius hiszterézis modellek összefoglalása. A dinamikus viselkedés analitikus szimulációja a Duhem és a Hudgdon modellekben. A mágnesezés sebességétől függő és független modellek felépítése. A Chua típusú hiszterézis modellek. Neurális hálózatok a hiszterézis karakterisztika modellezésében. A mágneses anyag statisztikus jellemzőkkel való leírása, a Preisach modell. A klasszikus és a módosított Preisach modell. A dinamikus és vektoriális hiszterézis karakterisztika realizálása. Az anyag mikrostruktúrájára épülő mágneses hiszterézis modellek. A Langevin-Weiss, Jiles-Atherton modell. A paraméterek meghatározása, a modell elemzése. A Stoner-Wohlfarth modell, az elemi domének karakterisztikájának modellje és az anyag makroszkopikus leírásának kapcsolata. Nanoszkopikus hiszterzéis modellek. Mikromágneses közelítések, Landau-Lipshitz egyenlet a mágneses anyagok koercitiv terének meghatározásában.

    Mágneses anyagok karakterisztikájának mérése LabVIEW támogatással

    A mágneses hiszterézis karakterisztika mérésére alklamas LabVIEW programcsomag megismerése és alklamazása a szimuláció során kialakított modell korrektségének igazolására. A szimulációs eljárások paramétereinek mérési adatok alapján való meghatározása.

    A hiszterézis modellek a CAD rendszerben.

    Közelítés a mágneses fluxus, ill. a mágneses térerősség oldaláról. A nemlineáris karakterisztika figyelembe vétele az elektromágneses tér egyenleteiben, diszkretizálási és iterációs problémák, a geometriai anizotrópia figyelembe vétele, az anizotrópia hatása a mért hiszterézis karakterisztikákra. Példák a hiszterézis modellek alkalmazására.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    4 óra/hét előadás, alkalmanként számítógépes bemutató és mérés

    10. Követelmények

    a) Az aláírás feltétele: egy cikk feldolgozása és referátumának elkészítése.

    b) A vizsga szóbeli.

    c) Elővizsga nincs.

    11. Pótlási lehetőségek

    Az aláírás a vizsgaidőszakban nem pótolható.

    12. Konzultációs lehetőségek

    A szorgalmi időszakban a tárgy oktatójának heti fogadóóráján, a vizsgaidőszakban a vizsga előtti munkanapon lehet konzultálni. A fogadóóra időpontja a tanszéki hirdetőtáblán található.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    l. Iványi, A.: Hysterézis Models in Computational Electromagnetics, Akadémiai Kiadó,

    1997.

    2. Iványi A.: Magnetic Field Computation with R-functions, Akadémiai Kiadó, 1998.

    3. Cullity,B.C.: Introduction to magnetic Materials, Addison-Wesley, 1972.

    4. Chikazumi,S., Charap,S.H.: Physics of Magnetism, J. Wiley, 1964.

    5. Jiles, D.: Magnetism and Magnetic Materials, Chapman and Hall, 1991.

    6. Sokszorosított óravázlat, 1999.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Kontakt óra

    60

    Félévközi készülés órákra

    45

    Felkészülés zárthelyire

    Házi feladat elkészítése

    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

    ..

    Vizsgafelkészülés

    45

    Összesen

    150

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    dr.Iványi Miklósné

    egyetemi tanár

    Szélessávú hírközlés és villamosságtan tanszék