Transformation magnetischer und elektrischer Kreise

Zusammenfassung

Elektromagnetische Bauelemente verbinden die „elektrische Welt“ mit der „magnetischen Welt“. Wenn mehrere Wicklungen beteiligt sind und die Bauelemente nicht aus einfachen geometrischen Anordnungen bestehen, kommt man schnell zu komplizierten Gleichungssystemen zur Beschreibung des Verhaltens. Diese werden jedoch benötigt, wenn man elektrische Schaltungen simulieren will, die mit diesen Bauelementen verbunden sind. Häufig wird Multiphysics-FEM-Software verwendet, um diesen Zweck zu erfüllen. Das Kap. 5 erläutert die theoretischen Grundlagen und den Formalismus bei der Transformation des Zusammenwirkens magnetischer Größen in das Zusammenwirken elektrischer Größen und umgekehrt. Dabei wird von abschnittsweise konzentrierten Bauelementen ausgegangen. Damit können auch reale Konstruktionen näherungsweise beschrieben werden. Grundlegend für diese seit langem bekannte aber vergleichsweise wenig genutzte Vorgehensweise sind die zueinander dualen Eigenschaften magnetischer und elektrischer Kreise. Das Modellierungsverfahren liefert für elektromagnetische Anordnungen die (parametrierbare) Struktur eines adäquaten elektrischen Modells. Dafür werden einfache Beispiele angegeben. Insbesondere bei mehreren gekoppelten Wicklungen mit Streupfaden ist die Methode wertvoll. Obwohl die Methodik auf der Basis von Systemen mit linearen Eigenschaften beruht, sind zumindest die strukturbildenden Ergebnisse auch auf Bauelemente mit nichtlinearen magnetischen Abschnitten übertragbar.