Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"Dániel MARCSA"

Noise and Vibration Analysis of a Distribution Transformer DOI:10.15199/48.2019.12.38

Czytaj za darmo! »

Distribution transformers are one of the most critical components for electrical energy transportation and distribution. The vibration and noise of these electric machines increasingly interested designers and manufacturers. It is therefore critical that manufacturers are able to accurately identify the acoustic characteristics of a transformer before production commences. However, the various physical phenomena are strongly related in the transformers, as illustrated in Fig. 1, so only the multiphysics or coupled numerical simulation can be useful to get knowledge about these effects. Further, safety regulations require that the noise level is kept within a certain range. The study of noise and vibration in transformers began in the 1930s, mainly by transformer manufacturers [1]. These works are focused on mainly the measurement of transformer noise. In recent years, thanks to the computer capabilities and software, more and more attention has been paid to the numerical simulation of these unwanted effects. However, most of these works are separated the strongly coupled sources or effects of noise and vibration. The noise mainly originates from the magnetostrictive effect of the steel sheet [2], [3] and the shape of the core [4]. The electromagnetic force produced in the windings also important as electromagnetic noise source [5]. The clamping stress and natural frequencies of core and tank also have some effect on vibration [6]. These effects result in deformation of the tank [7], [8], which cause disturbing audible sound. When using coupled or multiphysics simulation, important effects are neglected or analysed only a special load case. Most of the time, the permeability of the transformer core is isotropic [5], [9] or analysed the shortcircuit state of transformer [5], [10]. But a coupled simulation workflow with the whole noise generation process at nominal operation has not been studied. This work focuses on distrib[...]

Direct Preisach Hysteresis Model for Finite Element Analysis of Magnetic Fields

Czytaj za darmo! »

This paper deals with the numerical analysis of the Problem No. 32 of the TEAM Workshops. This is a three-limbed ferromagnetic core with pick up coils, which is a test bench for validation of numerical analysis with hysteresis. The numerical procedure is based on the magnetic field computation taking the hysteresis into account. The scalar Preisach model is integrated into a finite element analysis. The hysteretic nonlinearity is handled by the fixed point iterative technique. The results are validated by comparison with the experiments. Streszczenie. Artykuł przedstawia rozwiązanie TEAM problem No.32: trójkolumnowy rdzeń ferromagnetyczny jako obiekt testowy dla numerycznej analizy z uwzględnieniem pętli histerezy. Skalarny model Preisacha został użyty do uwzględnienia histerezy w obl[...]

Nonlinear two-dimensional motional finite element modeling of a rotational eddy current field problem

Czytaj za darmo! »

Rotational eddy current field problems with nonlinear effect can be solved by different potential formulations combining motion voltage term. The potential formulations are the motional A* - A - potential formulation and the motional T,Φ - Φ - potential formulation taking the nonlinearity of the material into account. The nonlinearity has been handled by the fixed point iteration technique (FPT). The paper presents and compares these formulations through the modified version of TEAM Problem No. 30a, which contains two induction motors. Streszczenie Problemy wiroprądowe z efektem nieliniowości mogą być rozwiązane poprzez użycie różnych potencjałów włączając czynnik ruch obiektu. Użyte potencjały w zagadnieniach ruchu są następujące: A* - A - magnetyczny potencjał wektorowy or[...]

Optimization and finite element analysis of 3-pole magnetic bearing with nonlinear material

Czytaj za darmo! »

This paper deals with the design and numerical simulation of a radial active magnetic bearing. This bearing is a Y-shaped three-pole magnetic bearing fed by two amplifiers. The geometry design is based on the analytical computation and numerical optimization based on nonlinear finite element analysis. The nonlinearity has been handled by the Newton-Raphson method. Streszczenie. Artyku. przedstawia projekt I numeryczn. symulacj. promieniowego aktywnego magnetycznego .o.yska. .o.ysko jestt trojbiegunowym o kszta.cie Y urz.dzeniem zasilanym przez dwa wzmacniacze. Projekt geometryczny oparty jest na obliczeniach analitycznych i numerycznej optymalizacji, wykorzystuj.cej nieliniow. metod. elementow sko.czonych. Nieliniowo.. rozwi.zywana jest metod. Newtona- Raphsona. (Optymalizacja i analiza elementami sko.czonymi trobiegunowego .o.yska magnetycznego z materia.ami nieliniowymi) Keywords: active magnetic bearing (AMB), nonlinear finite element method, optimization methods. S.owa kluczowe: aktywnie magnetyczne .o.ysko, nieliniowa metoda elementow sko.czonych, metody optymalizacji Introduction High speed and high accuracy are the main orientation for rotating machines in our days. In this regard, active magnetic bearing (AMB) is an important element since it can provide noncontact suspension. However, the opportunity of its industrial application has not been completely explored yet. One of the main reasons is its high cost. The sensors and power amplifiers account for a major portion of the cost. The number of required power amplifier is closely related to the number of magnetic poles in the AMB. A more feasible way to lower cost is to reduce the number of magnetic poles. The minimum pole number for an AMB is three. The three-pole AMB has several advantages, like use of only two amplifiers is possible and reducing the pole number can leave more space for heat dissipation, coil winding and sensor installation [1]. The major disadvantage o[...]

Comparison of domain decomposition methods for elliptic partial differential problems with unstructured meshes

Czytaj za darmo! »

The paper presents the parallelisation of sequential (single-processor) finite element simulations with the use of domain decomposition methods. These domain decomposition methods are the Schur complement method and the Finite Element Tearing and Interconnecting (FETI) method. The execution time and speedup of these parallel finite element methods have been compared to each other and to the sequential one. Streszczenie. W artykule zaprezentowano paralelizację sekwencyjnych (jednoprocesorowych) symulacji metodą elementów skończonych z wykorzystaniem metod dekompozycji obszaru. Metody te to metoda uzupełnienia Schura oraz metoda FETI (Finite Element Tearing and Interconnecting). Czas obliczeń i przyspieszenie paralelizowanych metod elementów skończonych zostały porównae między sobą oraz z procesem sekwencyjnym. (Porównanie metod dekompozycji obszaru dla rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych eliptycznych z niestrukturalną siatką) Keywords: Parallel finite element method, Domain decomposition, Schur complement method, FETI method. Słowa kluczowe: paralelizowana metoda elementów skończonych, dekompozycja obszaru, metoda uzupełnień Schura, metoda FETI. Introduction Different applications of domain decomposition method [1, 2] have a long history in computational science. The reason for employing the substructuring technique was the small memory of computers. To solve large scale problems, a domain has been divided into subdomains that fit into the computer memory. However, the computer memory grows, the demand for solution of large real life problems is always ahead of computer capabilities. The large scale computations and simulations performed with finite element method (FEM) [3, 4] often require very long computation time. While limited progress can be reached with improvement of numerical algorithms, a radical time reduction can be made with multiprocessor computation. In order to perform finite element analysis a computer wit[...]

Parallel solution of electrostatic and static magnetic field problems by domain decomposition method

Czytaj za darmo! »

The paper presents a parallel approach for the efficient solution of a one-dimensional and a two-dimensional problem by parallel finite element method. These problems are case studies. The non-overlapping domain decomposition method has been used to cut the problem into subregions or also called sub-domains, and it reduces the large mass matrix into smaller parts. The independent sub-domains, and the assembling of these equation systems can be handled by the independent processors of a supercomputer, i.e. in a parallel way. The execution time and speedup of parallel finite element method have been compared to the serial one. Streszczenie. W artykule opisano metodę efektywnego rozwiązywania problemów jedno- i dwuwymiarowych, poprzez równoległe analizy metodą elementów skończonych. Analizowany obiekt jest dzielony na podregiony co zmniejsza rozmiary jego macierzy i dzieli ją na mniejsze (poddziedziny). Te z kolei mogą być obliczane przez niezależne procesory superkomputera. (Metoda równoległego rozwiązywania pól elektrostatycznych i magnetycznych - dekompozycja dziedziny). Keywords: Finite element method, Parallel computing, Domain decomposition, Schur complement method. Słowa kluczowe: metoda elementów skończonych, obliczanie równoległe, dekompozycja dziedziny, metoda dopełnień Schura. Introduction The finite element method (FEM) [1]-[3] is an important technique for the solution of a wide range of problems in science and engineering. It is based on the weak formulation of the partial differential equations, which can be obtained by the Maxwell’s equations and the discretization of the analyzed problems geometry. The most time consuming part in finite element computation is the solution of the large sparse system of equations. Therefore, the solution of a large system of equations must be parallelized in order to speedup the FEM computation. Over the past decade, high-performance computing has been achieved via multiprocessing. [...]

Schur complement method with iterative solver for 2D fieldcircuit coupling finite element problem with movement DOI:10.12915/pe.2014.12.35

Czytaj za darmo! »

The analysis and design of electromechanical devices involve the solution of large sparse linear systems, and require therefore high performance algorithms. In this paper, the Schur complement method with parallel preconditioned conjugate gradient (PCG) solver is introduced in two-dimensional parallel time-stepping finite element formulation to analyse rotating machine considering the electromagnetic field, external circuit and rotor movement. The proposed parallel solver is analysed concerning its computational efficiency and number of iterations. Simulation results of a rotating machine are also presented. Streszczenie. Analiza i projektowanie urządzeń elektromechanicznych zawierają rozwiązanie dużych układów równań z macierzami rzadkimi, i dlatego wymagają algorytmów o wysokiej wydajności. W artykule metodę uzupełnień Schura z algorytmem opartym na metodzie gradientów sprzężonych wprowadzono do dwuwymiarowego, równoległego, czasowokrokowego sformułowania elementów skończonych do analizy maszyny elektrycznej od strony pola elektromagnetycznego, obwodu elektrycznego zewnętrznego oraz ruchu wirnika. Proponowany równoległy algorytm został poddany analizie pod kątem jego wydajności obliczeniowej, oraz liczby iteracji. Rezultaty symulacji maszyny wirującej są także przytoczone. (Metoda uzupełnienia Schura z iteracyjnym algorytmem dla dwuwymiarowego obwodowo-polowego sprzężonego elementowoskończeniowego problemu z uwzględnieniem ruchu). Keywords: Parallel finite element method, coupled problem, Schur complement method, movement modelling. Słowa kluczowe: równoległa metoda elementów skończonych, zagadnienie sprzężone, metoda uzupełnień Schura, modelowanie ruchu doi:10.12915/pe.2014.12.35 Introduction The numerical design of electromechanical devices is a very complex task, because a lot of different physical aspects should be considered. The performances of electrical equipments are not defined only by their electromagnetic field, because th[...]

Control of a Finite Element Based Dynamic System DOI:10.15199/48.2015.12.39

Czytaj za darmo! »

This paper presents the formulation of the circuit-coupled finite element method embedded in closed loop control system. The controller checks the output of the dynamic system after each time step and controls the input (current or voltage) to reach the steady state faster. The analysed dynamic systems are a voltage fed solenoid with iron core, and a three phase switched reluctance motor. The results of the voltage driven solenoid are compared with the results from the analytical model. The control parameters for the proportional-integral-derivative controller were estimated using the step response of the solenoid. The controller of switched reluctance motor is a speed and position based control logic. Streszczenie. W artykule zaprezentowano sformułowanie sprzężone obwodowo-elementowoskończeniowe wykorzystanoe w systemie sterowania z zamkniętą pętlą. Kontroler sprawdza wyjście z systemu dynamicznego po każdym kroku czasowym i steruje wejście (prąd lub napięcie) w celu szybszego dojścia do stanu ustalonego. Analizowane systemy dynamiczne są napięciowo zasilanymi solenoidami z rdzeniem żelaznym w połączeniu z trójfazowym przełączalnym silnikiem reluktancyjnym. Wyniki otrzymane dla układu napędowego porównane zostały z wynikami otrzymanymi w modelu analitycznym. Parametry sterowania sterownika różniczkowo-całkowego zostały estymowane za pomocą analizy skokowej odpowiedzi solenoidu. Sterownik silnika reluktancyjnego przełączalnego bazuje na logice sterowania szybkości i położenia. (Sterowanie systemu dynamicznego bazujące na metodzie elementów skończonych). Keywords: Field-circuit coupling finite element formulation, Closed loop control, PID controller, Switched reluctance motor. Słowa kluczowe: polowo-obwodowe sformułowanie elementów skończonych, sterowanie w zamkniętej pętli, sterownik PID, przełączalny silnik reluktancyjny. Introduction To set up the state space representation [1, 2] of a physical system in some academic cases are easy, ho[...]

 Strona 1