Preisachův model a jeho použití při modelování hystereze v elektrotechnice

Ing. Jakub Eichler

Doctoral thesis

Abstract:

Tato práce je zaměřena na měření a modelování hysterezních jevů u feromagnetik při použití Preisachova modelu. Největší díl práce je věnován nastavování parametrů Preisachova modelu z experimentálního měření, jakož i detailní rozbor komplikací v podobě nedostatečné saturace materiálu a magnetické viskozity, které výrazným způsobem komplikují určení váhové funkce Preisachova modelu experimentálním měřením. V práci je popsána možnost snížení výpočetní náročnosti Preisachova modelu různými způsoby, jejich přednosti a komplikace, které může přinést redukce výpočetní náročnosti. V práci je řešeno použití Preisachova modelu, který je upraven do podoby, kdy není využita, pro feromagnetické materiály na bázi oceli, obtížně získatelná váhová funkce. Praktické použití modelu je demonstrováno na simulaci ferorezonance na vysokonapěťovém transformátoru. Pro demonstraci univerzálnosti Preisachova modelu, je tento původně "magnetický" model nasazen i na modelování nabíjecích a vybíjecích cyklů lithium-iontových akumulátorů.

Abstract:

This work is focused on measuring and modeling hysteresis phenomena in ferromagnets using the Preisach model. The largest part of the work is devoted to setting the parameters of the Preisach model from experimental measurements, as well as a detailed analysis of complications in the form of insufficient material saturation and magnetic viscosity, which significantly complicate determining the weight function of the Preisach model by experimental measurements. The paper describes the possibility of reducing the computational complexity of the Preisach model in various ways, their advantages and complications, which can bring a reduction in computational complexity. The work deals with the use of the Preisach model, which is modified to a form where it is not used, for ferromagnetic materials based on steel, difficult to obtain weight function. The practical use of the model is demonstrated on the simulation of ferroresonance on a high voltage transformer. To demonstrate the versatility of the Preisach model, this originally "magnetic" model is also used to model the charging and discharging cycles of lithium-ion batteries.

Keywords

Preisachův model, Váhová funkce Preisachova modelu, FORC, Everettova funkce, ferorezonance, hystereze a Li-on akumulátor.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 12. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Miroslav Novák, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Doctoral programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Technical cybernetics