Tính toán điện từ bằng phương pháp tích phân số - Ứng dụng cho bài toán có cấu trúc mạng dây

Công nghệ và Đổi mới sáng tạo

Tính toán điện từ bằng phương pháp tích phân số - Ứng dụng cho bài toán có cấu trúc mạng dây

14/07/2020

Để phân tích được bài toán điện từ, trong bài báo này, nhóm tác giả đã áp dụng phương pháp tích phân số để tính toán sự phân bố của từ trường và dòng điện cảm ứng trên vòng dây, nơi mà nếu áp dụng trực tiếp phương pháp phần tử hữu hạn hay phương pháp sai phân hữu hạn sẽ gặp rất nhiều khó khăn, vì số bậc tự do lớn dẫn đến kích thước ma trận lớn và thời gian tính toán lớn.

TÓM TẮT

Mô hình bài toán trường điện từ trong hệ thống điện, máy điện và thiết bị điện là một chủ đề thiết thực và mang tính thời sự với các nhà nghiên cứu và chế tạo, đặc biệt với bài toán với mô hình có cấu trúc dạng dây. Hầu hết các bài toán điện từ đều được mô tả bởi hệ phương trình Maxwell và các luật trạng thái. Đây là các phương trình đạo hàm riêng được viết dưới dạng tích và vi phân, mô tả sự phân bố của trường điện từ trong không gian và biến đổi theo thời gian. Để phân tích được bài toán điện từ, trong bài báo này, nhóm tác giả đã áp dụng phương pháp tích phân số để tính toán sự phân bố của từ trường và dòng điện cảm ứng trên vòng dây, nơi mà nếu áp dụng trực tiếp phương pháp phần tử hữu hạn hay phương pháp sai phân hữu hạn sẽ gặp rất nhiều khó khăn, vì số bậc tự do lớn dẫn đến kích thước ma trận lớn và thời gian tính toán lớn. Kết quả đạt được từ phương pháp sẽ được so sánh với kết quả mô phỏng từ phần mềm thương mại.

Từ khoá: Trường điện từ, dòng điện cảm ứng, phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp PEEC.

ABSTRACT

Modeling of electromagnetic problems in electrical systems, machines and devices are a practical subject and importance for researchers and manufactures, specially for the problem getting a line winding structure. The electromagnetic problems are almost presented the set of Maxwell equations and their behaviors. These are partial differential equations written as differential and integral, described distributions of electromagnetic fields in the space and variation in time. In order to analyze this problem, in this paper, a partial element equivalent circuit is applied to compute distributions of electromagnetic fields and induction currents in turn windings, where occuring some difficuilties as applying directly by a finite element method or a finite differential method, because of the big degree of freedoms, leading to a big size of matric and spending a lot of time for computation. The obtained results will be compared with the simulation results of commercial software.

Keywords: Electromagnetics, Induction current, finite element method, partial element equivalent circuit.

Xem nghiên cứu đầy đủ tại đây.

Phạm Hồng Hải, Lê Đức Tùng, Đặng Quốc Vương, Phạm Văn Bình

Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ, Số 2/2020

Tin mới

Đẩy mạnh phát triển các sản phẩm công nghiệp nông thôn tại Bắc Ninh

Các hoạt động khuyến công được các đơn vị tại Bắc Ninh tổ chức nhiều năm qua, thông qua việc bình chọn sản phẩm công nghiệp nông thôn tiêu biểu, nhằm tôn vinh các sản phẩm chất lượng, giá trị sử dụng cao, có tiềm năng phát triển.

06/06/2025

Công nghệ và Đổi mới sáng tạo