Metodologias de encontro de valores de parâmetros do modelo de histerese Jiles-Atherton inverso

Abstract

O presente trabalho consiste no desenvolvimento de metodologias para a obtenção dos valores dos parâmetros do modelo de histerese inverso de Jiles-Atherton (JA) para dois materiais ferromagnéticos ensaiados no quadro de Epstein sob regime de indução senoidal com frequência igual a 5 Hz. No trabalho, desenvolveu-se um programa para encontro dos valores dos parâmetros do modelo JA inverso baseado no algoritmo de otimização de Levenberg-Marquardt. Para encontro dos valores dos parâmetros do modelo, empregou-se duas estratégias. Na primeira estratégia, utilizou-se como dado de entrada os dados de medição de laço BH à 5 Hz para os valores de indução de pico de 0,5 T, 0,8 T e 1,0 T. Na segunda estratégia, utilizou-se como dado de entrada do programa os laços BH medidos à 5 Hz para os valores de indução de pico de 0,5 T, 0,9 T e 1,2 T. Para cada uma das estratégias, obtiveram-se dois conjuntos de valores de parâmetros. O primeiro conjunto de valores de parâmetros foi obtido a partir do uso da primeira versão do programa desenvolvido para encontro dos valores de parâmetros. O segundo conjunto de valores de parâmetros foi obtido a partir da segunda versão do programa desenvolvido, o qual considera o efeito das correntes induzidas. As curvas BH obtidas a partir do conjunto de valores de parâmetros encontrados foram comparadas com as curvas medidas à 1 Hz para os valores de indução de pico de 0,4 T, 0,8 T e 1,2 T. Realizou-se também uma análise quantitativa dos resultados obtidos para os valores de indução de pico de 0,4 T, 0,8 T e 1,2 T a partir do cálculo de erro quadrático médio do campo magnético simulado em relação ao campo magnético medido em regime com frequência igual a 1 Hz. Comparou-se os valores de perda magnética obtidos por simulação com os valores de perdas magnéticas medidos à 1 Hz. Por meio dos resultados obtidos, verificou-se uma melhor correspondência dos laços BH obtidos a partir do segundo conjunto de valores de parâmetros com os resultados experimentais de laço BH à 1 Hz. Verificou-se também que, para o caso em que se utilizou a segunda estratégia de dados de entrada, houve representação inadequada do laço BH pelo modelo, tendo-se valores de permeabilidade magnética diferencial menores que zero.

This work concerns about the acquisition of parameter values of inverse JilesAtherton (JA) hysteresis model for two ferromagnetic materials tested using an Epstein frame on 5 Hz sinusoidal magnetic induction regime. In this work, the inverse JA parameter values were acquired by developing a program that used the Levenberg-Marquardt optmization algorithm. To acquire the parameter values, it was employed two strategies. At the first strategy, it was employed experimental BH curves with induction peak values of 0,5 T, 0,8 T and 1,0 T as input data to the implemented algorithm. At the second strategy, it was employed experimental BH curves with induction peak values of 0,5 T, 0,9 T and 1,2 T as input data to the implemented algorithm. For each one of the strategies were acquired two sets of parameter values. The first one set of parameter values was acquired by using the first version of the developed program. The second set of parameter values was acquired by using the second version of the developed algorithm, which consider eddy current effects. The BH shape curves acquired by using the two set of parameter values were compared with 1 Hz BH measured curves for three peak induction values: 0,4 T, 0,8 T and 1,2 T. It was also performed a quantitative analysis of the results for peak induction values of 0,4 T 0,8 T and 1,2 T by using mean squared error between the simulated magnetic field value and the 1 Hz experimental magnetic field value. It was compared the values of magnetic hysteresis loss obtained with the two set of parameter values with hysteresis loss measured at 1 Hz. Through the obtained results, it was verified a better correspondence between the BH loops from the second set of parameter values and the 1 Hz hysteresis BH loops. It was also verified that, for the second strategy of input data, there was physical inaccurate BH loop representation as consequence of differential magnetic permeability values below zero.