Vergleich von zwei- und dreidimensionalen Finite-Element-Modellen zur Berechnung magnetischer Abschirmungen

摘要

Zur treffsicheren Berechnung von Abschirmungen fur stationare und niederfrequente Magnetfelder ist die Berucksichtigung der nichtlinearen magnetischen Eigenschaften der Schirmmaterialien erforderlich [1 - 6]. Die Finite-Element-Methode (FEM) ist zwar einerseits fur die Berechnung zwei- und dreidimensionaler Feldprobleme mit inhomogener Materialverteilung und nichtlinearen Materialeigenschaften sehr gut geeignet, andererseits erfordert aber eine dreidimensionale Berechnung auch bei Anwendung moderner FEM-Software noch einen erheblichen Modellierungs- und Berechnungsaufwand. Selbst die Verifizierung des FE-Modells und der Berechnungsergebnisse gestaltet sich bei 3D-Berechnungen ungleich schwieriger. So liefert z.B. in der Ebene das Feldbild eine schnelle qualitative Aussage uber prinzipielle Feldverlaufe, mogliche Modellierungsfehler und uber die Qualitat der Diskretisierung. Bei 3DBerechnungen steht diese Moglichkeit so nicht zur Verfugung. Aus diesem Grund wird haufig versucht, unter Vernachlassigung von Endeffekten das Feldproblem naherungsweise als zweidimensional zu betrachten. Die dadurch erzwungenen Vereinfachungen fuhren oft zu Unsicherheiten in der Bewertung der Ergebnisse.