Arnim Nethe

Randbedingungen für Prozeßmodelle bei hochfrequenten Wirbelstromproblemen

ÜbersichtBei der Entwicklung von Prozeßmodellen für hochfrequente Wirbelstromprobleme stellt sich die Frage nach Randbedingungen, die den Einfluß von leitenden permeablen Räumen erfassen. In der vorliegenden Arbeit wird eine solche Randbedingung für geschichtete Medien hergeleitet und auf ihre Genauigkeit hin untersucht. Dabei wird ein Weg aufgezeigt, der Berechnungen beliebig oft geschichteter Materialien erlaubt.ContentsIn the development of process modells for high-frequency eddy current problems, boundary conditions have to be chosen, which take into account the influence of conductivity and permeability for the calculation of the external fields. In the present paper a boundary condition for layered materials is derived and its accuracy is investigated.

Proze\modell zur Untersuchung einer Induktivität für Gleichstromsteller

ZusammenfassungDiese Arbeit beschreibt die Analyse einer Induktivität, die mit einem sägezahnförmigen Gleichstrom beaufschlagt wird. Derartige Induktivitäten werden im Bereich der Leistungselektronik für Hochsetz- und Tiefsetzsteller eingesetzt. Da die Auslegung derartiger Induktivitäten entweder aufwendige numerische Simulationen oder umfangreiche praktische Erfahrung erfordert, wird hier ein reduziertes Prozeßmodell abgeleitet, das hinreichend genaue Abschätzungen mit ausreichender Parametervielfalt ermöglicht. Ausgehend von der elektromagnetischen Feldverteilung in der Induktivität wird sukzeissiv die gegebene Geometrie derart reduziert, daß sich die Feldverteilung nur unwesentlich ändert, der mathematische Aufwand zu ihrer Berechnung aber vereinfacht. Das dadurch gefundene reduzierte Prozeßmodell läßt somit eine Berechnung der elektromagnetischen Feldgrößen mittels einer analytischen Beziehung zu, so daß Untersuchungen der Verlustleistungen verschiedener Varianten leicht möglich sind. Abschließend wird das Prozeßmodell genutzt um Optimierungen durchzuführten.AbstractThis paper describes the analysis of inductances, carrying a triangular current. Such inductances are used in the field of power electronics for buck- and boost-converters. Since the layout of such a coil requires either laborious numerical simulations or comprehensive practical experiences, a reduced process model is derived in this case which allows estimations with sufficient exactness and a sufficient variety of parameters. Based on the electromagnetic field distribution in the inductance the given geometry is reduced gradually in a way that the field distribution changes only insignificantly, however, calculation is becoming easier. The resulting reduced process model allows calculation of the electric field parameters by means of an analytical relation, which makes it easier to examine the dissipation power of different variants. Finally, the process model is used for optimization.