Bemerkungen zur Lösung des dreidimensionalen Wirbelstromproblems in Kreiszylindern endlicher Länge

Übersicht

Es wird ein analytisches Verfahren zur Berechnung von dreidimensionalen Wirbelströmen in kreiszylindrischen Gebieten mit endlichen Abmessungen besprochen. Beim Vergleich mit schon vorhandenen Arbeiten zum gleichen Thema stellt sich heraus, daß diese zum Teil schwerwiegende Fehler aufweisen, die hier ausführlich diskutiert werden. Dabei wird gezeigt, daß das Verschwinden der Normalkomponente der Stromdichte auf den Zylinderstirnflächen zwar eine notwendige, aber keineswegs hinreichende Randbedingung darstellt. Außerdem muß im Gegensatz zum unendlich langen Zylinder zusätzlich ein TEM-Feld berücksichtigt werden, um zu einem vollständigen Lösungsansatz zu gelangen. Schließlich wird am Beispeil eines Turbogeneratormodells das Lösungsverfahren praktisch angewendet und die Ergebnisse mit Literaturwerten verglichen.

Contents

This paper describes an analytical method to calculate three-dimensional eddy currents in a circular cylinder with finite dimensions. An examination of papers on this topic shows that some of them contain grave mistakes which are discussed in detail here. We show that the disappearance of the normal component of the current density on the cylinder end faces is a necessary boundary condition, but is, however, by no means sufficient. Moreover, in contrast to an infinitely long cylinder an additional TEM-field has to be taken into account. Finally, the solution method is practically applied to the example of a turbogenerator model and the results are compared with the values found in other references.