Vektorielles Messen und Modellieren von magnetischer Hysterese

Abstract

Zusammenfassung Die Qualität numerischer Simulationen ist in entscheidender Weise von den verwendeten Materialmodellen und deren Parametern abhängig. Nur mit guten Modellbeschreibungen kann das Verhalten von Bauteilen, wie Sensoren und Aktoren, zuverlässig vorausberechnet werden. Werden magnetische Materialien sehr hoch ausgesteuert, was bei einem effizienten Einsatz des Materials im Aktorbetrieb notwendig ist, so sind Hystereseerscheinungen nicht mehr zu vernachlässigen. Man benötigt also Modelle, die diese Hystereseerscheinungen abbilden können, sowie Daten für die Modellparameter. Daher sind Messverfahren notwendig, mit denen diese Modellparameter zuverlässig bestimmt werden können. In diesem Beitrag wird ein Messplatz zur vektoriellen Erfassung von magnetischer Hysterese vorgestellt, das sogenannte Vector-Vibrating-Sample-Magnetometer (VVSM). Die Messergebnisse werden mit denen anderer Messmethoden verglichen. Dieser Messplatz dient dazu, die Parameter für ein neues, vektorielles Hysteresemodell zu ermitteln. Das von uns vorgeschlagene Modell basiert auf dem klassischen Preisach-Hysteresemodell. Dieses skalare Modell wird um einen Drehoperator erweitert, der den einzelnen Preisach-Gewichten eine Richtung zuordnet. Die Verifizierung des Modells erfolgt für unterschiedliche Materialien durch einen Vergleich mit den VVSM-Messungen.