Zur Theorie des magnetischen Feldes

Zusammenfassung Die alte Ampèresche Vorstellung von den Elementarströmen als Grundlage ferromagnetischer Erscheinungen ergibt im Rahmen einer Neuformulierung der Maxwellschen Theorie auch in quantitativer Beziehung ein vollständiges und widerspruchsfreies theoretisches Bild.     

Zur Darstellung des magnetischen Feldes zweidimensionaler,homogen und inhomogen magnetisierter Körper

Ohne Zusammenfassung     

Zur Darstellung des magnetischen Feldes zweidimensionaler,homogen und inhomogen magnetisierter Körper

Übersicht Es wird eine Methode zur Berechnung der magnetischen Erregung sowohl im inneren als auch im äußeren Bereich eines homogen oder inhomogen magnetisierten zweidimensionalen Körpers beschrieben; sie macht Gebrauch von der Darstellung der magnetischen Erregung durch ein komplexes Linienintegral. Mit Hilfe der Strahov'schen Methode zur Lösung des Feldproblems eines homogen magnetisierten Körpers kann nur eine vollständige Lösung des äußeren Feldproblems dieses Körpers gefunden werden. Die entwickelten Berechnungsformeln sind mit den von Kolbenheyer und Tolcsvay angegebenen Beziehungen für das Problem in Übereinstimmung; sie sind aber besser geeignet, wenn das inverse Problem der Bestimmung der Magnetisierung bzw. der Geometrie des Körpers aus dem Feldverlauf gelöst werden soll. Verschiedene Beispiele erläutern die Anwendung der abgeleiteten Methode.

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On the representation of the magnetic field of two-dimensional, homogeneously and inhomogeneously magnetized bodies

Contents A method for calculating the magnetic field strength in the inner and outer region of a homogeneous or inhomogeneous magnetized two dimensional body is presented; it computes the magnetic field strength from a complex line integral. Using the method of Strahov for the field problem only a complete solution of the field in the outer region of a homogenous magnetized, two dimensional body can be found. The calculation formulas developed are in agreement with those given by Kolbenheyer and Tolcsvay, but they are more suitable for solving the inverse problem, where the fields are given and the magnetisation or the geometric form of the magnetized body are searched for. Different examples are given to illustrate the application of the method.

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Prof. Dr. Tibor Kolbenheyer zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Analytische Behandlung des magnetischen Kreises von Asynchronmaschinen

Zusammenfassung Bildet man die empirisch gegebene MagnetisierungskurveH=H(B) als Summe mehrerer verschiedener Potenzen vonB nach, so läßt sich ihr charakteristischer Verlauf bereits durch wenige Glieder wiedergeben. Die Berechnung von Feldverlauf und Magnetisierungsbedarf wird hier auf der Grundlage einer durch eine Potenzsumme dargestellten Magnetisierungskennlinie entwickelt. Es zeigt sich, daß das nichtlineare Verhalten des magnetischen Kreises durch zwei Parameter beschrieben werden kann, die aus den nichtlinearen Anteilen von Zahnund Jochspannung, bestimmt für die der Grundwellenamplitude entsprechenden Induktionen, berechnet werden.Für die durchgeführten numerischen Rechnungen zur Ermittlung von Feldverlauf und Magnetisierungsbedarf wurde die Magnetisierungskurve durch ein lineares Glied und ein Glied mit einer neunten Potenz inB nachgebildet. Die Wahl der Konstanten dieser Glieder ist beliebig und kann dem jeweils vorliegenden Fall angepaßt werden.Mit 11 Textabbildung     

Die magnetischen CGS-Einheiten und das Internationale Einheitensystem

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Zur Bedeutung der Quellenfeldkomponente des magnetischen Vektorpotentials A

Übersicht Gewöhnlich wird bei der Herleitung der Wellengleichung für das magnetische Vektorpotential A im Rahmen der Lorentz-Eichung rein formal eine Quellenfeldkomponente A _Q eingeführt, deren Interpretation dem Leser überlassen bleibt. Die vorliegende Arbeit zeigt die physikalische Bedeutung dieser Komponente auf und veranschaulicht die Unterschiede zwischen Coulomb-Eichung und Lorentz-Eichung.

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Semantics of the irrotational component A_irr of the magnetic vector potential A

Contents In the derivation of the magnetic vector potential wave equation, usually, an irrotational component A _irr is introduced, the semantics of which are left to the discretion of the reader. This paper explains the physical meaning of this irrotational component and the differences between the Coulomb gauge and the Lorentz gauge.

     

Theorie des magnetischen Wechselfeldes im Luftspalt von massivem Eisen

Ohne Zusammenfassung     

Numerische Lösung zweidimensionaler nichtlinearer instationärer Feld- und Wirbelstromprobleme

Übersicht Zweidimensionale instationäre Feld- und Wirbelstromprobleme werden bei feldabhängiger Permeabilität durch eine nichtlineare, parabolische Differentialgleichung für das magnetische Vektorpotential beschrieben. Zur numerischen Lösung wird die auf Residuenprinzipien basierende Finite-Element-Methode verwendet. Dazu sind Raum und Zeit zu diskretisieren; zur Ortsdiskretisierung werden Dreieckselemente 1. Ordnung, zur Zeitdiskretisierung Intervallelemente 1. Ordnung eingesetzt. Das Verfahren erlaubt die exakte Berücksichtigung der Zeit- und Feldabhängigkeit der Permeabilität und ist, abgesehen von der Geometrie der Anordnung und experimentell ermittelter Materialeigenschaften, frei von empirischen Vorgaben. Anhand eines Modells werden die gemessenen Spannungen, Leistungen, Wirbelströme und Leistungsfaktoren mit Rechenergebnissen verglichen; die Resultate stimmen sehr gut überein.

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Numerical solution of two-dimensional nonlinear transient field and eddy-current problems

Contents Two-dimensional transient field and eddy-current problems are described by a nonlinear parabolic differential equation governing the magnetic vector potential. The numerical solution is achieved by application of the residual finite element method. Therefore, space and time are discretized; space discretization is done by first order triangular elements, time discretization by first order interval elements. The procedure allows the exact consideration of field- and time-dependence of the permeability and is, besides geometry of the arrangement and experimental determined material properties, free from empirical information. Using a model, measured voltages, powers, eddy-currents and power factors are compared with calculations; the results are in very good agreement.

     

Experimentelle Untersuchung des magnetischen Wechselfeldes im Luftspalt von massivem Eisen

Ohne ZusammenfassungDie vorliegende Arbeit wurde auf Anregung von Herrn Professor Dr.-Ing. Hilpert im Elektrotechnischen Institut der Technischen Hochschule Breslau durchgeführt. Es ist mir eine angenehme Pflicht, auch an dieser Stelle Herrn Professor Dr.-Ing. Hilpert und Herrn Privatdozent Dr.-Ing. Büge für überlassung der Mittel des Instituts und fördernde Ratschläge meinen besten Dank auszusprechen.     

Berechnung der Exzentrizitätsfelder und des einseitigen magnetischen Zuges in Drehfeldmaschinen unter Berücksichtigung von Sättigung und Dämpfung

Übersicht Bezugnehmend auf frühere Arbeiten sind Gleichungen zur Berechnung der Exzentrizitätsfelder und des einseitigen magnetischen Zuges als Funktionen der magnetisch wirksamen Läuferexzentrizität angegeben, die aber nur eine fiktive Rechengröße ist. Im wesentlichen werden in vorliegender Arbeit Beziehungen abgeleitet, nach denen der Zusammenhang zwischen dieser fiktiven und der mechanischen Läuferexzentrizität berechnet werden kann. Damit lassen sich dann die Exzentrizitätsfelder und der einseitige magnetische Zug in relativ leichter und übersichtlicher Weise auch in Abhängigkeit von der mechanischen Exzentrizität darstellen. Außerdem ist ein Korrekturfaktor ermittelt, mit dem näherungsweise der Einfluß der magnetischen Jochspannung berücksichtigt werden kann. Die Ergebnisse experimenteller Überprüfungen der Theorie sind angegeben.

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Contents Referring to earlier papers equations are given to calculate fields of excentricity and unbalanced magnetic pull. These equations are functions of the magneticaly efficient excentricity of the rotor which is established as a fictive mathematical protion. In this paper mainly relations are established between this fictive excentricity of the rotor and the mechanical one. By this way fields of excentricity and unbalanced magnetic pull can be represented in a relatively simple and clear way in dependence of the mechanical excentricity too. Furtheron a correcting factor is found out to consider the influence of the magnetic tension in the yoke approximately. Results of experimental tests are given.

     

Die analytische Bestimmung des magnetischen Feldes und der Wirbelstromverluste in der leitenden Kreisscheibe als Lösung des Dirichlet-Problems für die Helmholtzsche Gleichung

Übersicht In der Arbeit werden das magnetische Feld und die Wirbelstromverluste in der leitenden Kreisscheibe berechnet. Die analytische Lösung wird als das Dirichlet-Problem für die Helmholtzsche Gleichung ermittelt. Die gegebene Tafel ermöglicht die schnelle Durchführung der rechnerischen Beispiele.

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Contents An analytical solution of the magnetic field and the eddy current losses in a circular disc was made by solution of Dirichlet's problem for the Helmholtz equation. A table, which offers a possibility of quick and easy calculation of numerical problem is presented.

     

Vereinfachte Berechnung der Abkühlzeit und des Stickstoffbedarfs beim Kaltfahren des Kryostaten einer Modellmaschine mit supraleitender Erregerwicklung

Übersicht Auf Grund vereinfachender Hypothesen wird in erster Annäherung der zeitliche Verlauf der Temperatur und dic Abkühlzeit des Kryostaten einer Modellmaschine für einen Grenzleistungsgenerator mit supraleitender Erregerwicklung berechnet und der Stickstoffbedarf des Refrigerators während dieser Abkühlzeit ermittelt.

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Simplified calculation method for the cooling time and nitrogen consumption during the cooling process of the cryostat for a model generator with superconducting exciting coil

Contents Basing on simplifying hypotheses the temperature course and the cooling time of the cryostat of a model generator with supraconducting exciting coil and further the nitrogen consumption of the refrigerator during this cooling process is determined in the first approximation.

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Die Arbeit, über die hier berichtet wird, entstand im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms Neue elektrische Antriebe. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sei für die Bereitstellung von Sachmitteln zur Durchführung des Forschungsvorhabens herzlich gedankt.—Der Verfasser dankt ganz besonders o. Prof. Dr.-Ing. Hans Werner Lorenzen, Lehrstuhl und Laboratorium für Elektrische Maschinen und Geräte an der TU München, für die Anregung und Förderung dieser Arbeit und Dr.-Ing. habil. Josef Sergl, von demselben Lehrstuhl für eine Reihe von fruchtbaren Gesprächen im Rahmen dieses Themas.—Diese Arbeit sei dem Andenken des hochgeschätzten Wissenschaftlers und Menschen Dr. J. Sergl gewidmet, der im Alter von nur 40 Jahren am 20.2.1978 einem schweren Leiden erlegen ist.     

Leitende Scheibe und dünne Platte im magnetischen Wechselfeld

Übersicht Untersucht wird das Verhalten einer dünnen leitenden Kreisscheibe und eines ebenfalls dünnen leitenden Streifens, die senkrecht in ein ursprünglich homogenes magnetisches Wechselfeld eingebracht werden. Zur Lösung der so vorgegebenen stationären Skineffektprobleme wird die elektrische Feldstärke in den Leitern in Form einer Potenzreihe angesetzt, für deren Koeffizienten man nach Berechnung des von den Wirbelströmen verursachten Störfeldes und Anwendung des Induktionsgesetzes jeweils ein lineares Gleichungssystem erhält. Durch Einführung der übersichtlichen Matrizenschreibweose werden diese in eine computergerechte reelle Form gebracht und numerisch ausgewertet.

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Conducting disk and thin plate in alternating magnetic field

Contents The electromagnetic behaviour of a thin circular disk and a thin plate in an homogeneous alternating magnetic field is investigated in this paper. The present stationary skin-effect problem is solved by expressing the field in the conductors in a series, the coefficients of which are found by first finding the perturbed field and then by formulating a system of linear equations by using the law of induction. The matrix method used gives a lucid representation of the problem that is brought to a form that suits the computer. Then, the quantities of interest are determined numerically.