프라이자흐 모델과 유한요소법을 이용한 C.P.M. 의 착자 특성 해석프라이자흐 모델과 유한요소법을 이용한 C.P.M. 의 착자 특성 해석

Abstract

본 논문에서는 표면 자속밀도가 수십 gauss의 크기를 갖는 2극, 4극, 6극의 링형태의 영구자석 조합으로 구성되어 있고, 이들의 위치를 회전시킴으로서, 전자빔의 운동량을 미세조정하는 C.P.M(Convergence Purity Magnet)용 착자기의 영구자석 내부에 존재하는 자화의 세기분포를 해석하기 위해서 해석루틴에 히스테리시스 현상을 잘 묘사할 수 있는 프라이자흐 모델을 도입하였으며, 유한요소 해석시에는 커패시터 방전회로를 모델링하여 전압원 문제로 해석하고, 시간차분 요한요소법을 결합하여 수행하였다. 착자시 코일에 흐르는 대전류로 인하여 코일의 온도가 점차로 상승하게 되므로, 시간이 지남에 따라 착자특성이 변화가 되므로 착자시 코일의 온도상승과 이에 따른 코일저항 상승을 계산하여 이를 고려한 특성을 수행하였다. 착자한후 자석 자체만이 가지고 있는 자화의 세기를 직접 벡터 다이어그램으로 나타내고 착자가 완료된 후에는 극이방성 분포 (interpolar distribution)가 됨을 고찰하였다. This paper deals with the characteristic analysis of magnetizer for convergence purity magnet by the finite element method. The analysis utilizes combined method of the time- stepped finite element analysis and the Preisach model with hysteresis phenomena. In the finite element analysis, the non-lineararity and the eddy current of the magnetizing fixure and permanent-magnet are taken into account. The magnetization distribution in the permanent magnet is determined by using Preisach model which are composed of Everett function table and the first order transition curves is obtained by the Vibrating Sample Magnetometer. The calculated flux density values on the surface of the permanent magnet are led to the approximated gauss density values measured by the gauss meter. As a result, winding current, copper loss, eddy current loss of the magnetizing yoke, flux plot, surface gauss plot, temperature rise of the coil and resistor variation, vector diagram of magnetization distribution are shown.