철심내 히스테리시스 특성을 고려한 자기특성 곡선에 따른 유한요소 해석 및 C-코어 공극 형상 개선

Finite Element Analysis and C-Core Air-gap Shape Improvement According to Magnetic Characteristic Curves Considering Hysteresis Characteristics In Iron Core

유한요소 해석 시 일반적으로 사용되는 자기 특성은 초기 자화곡선이다. 하지만 재료의 자기 이력 특성을 무시할 수 없는 경우 초기 자화곡선을 이용한 해석은 적지않은 오차가 유발된다. 이러한 이유로 유한요소해석 시 초기 자화곡선이 아닌 히스테리시스 루프를 고려할 수 있는 방법이 요구된다. 본 논문에서는 유한요소 해석 시 메이저 루프를 구간으로 나누어 자화 특성을 해석하는 방법이 제안된다. 분리된 해석 결과는 다시 합성되어 와전류 성분 및 주파수에 따른 B-H루프 변화가 고려된 정밀한 해석이 가능한 것이 확인되었다. 제안된 방법은 C코어 전류센서의 형상 개선에 용이한 해석결과를 보였다.

A commonly used magnetic property in finite element analysis is the initial magnetization curve. However, if the hysteresis properties of the material cannot be neglected, the analysis using the initial magnetization curve is not appropriate. For this reason, a study was conducted to analyze a hysteresis loop rather than an initial magnetization curve using the finite element method. In this paper, a method of dividing the major loop into sections for finite element analysis and using it as a magnetization characteristic is proposed. By linking the analysis results, it was confirmed that precise analysis considering the B-H loop change according to the eddy current component and frequency is possible. The proposed method showed an appropriate analysis results for improving the shape of the C-core type current sensor.