Αναλυση Και Προβλεψη Απωλειων Κενου Φορτιου Μετασχηματιστων Ισχυος

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία, μελετάμε τις απώλειες μετασχηματιστών κενού φορτίου (Σιδήρου-Fe). Η μελέτη αυτή γίνεται μέσω της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων και της συστηματικής ανάλυσης τοπικών ιδιοτήτων των υλικών που μοντελοποιήσαμε (π.χ υστέρηση, δινορρεύματα).Αρχικά αναλύθηκε θεωρητικά η δομή και η λειτουργία ενός μετασχηματιστή. Στη συνέχεια αναφέρθηκαν οι απώλειες του με έμφαση στις απώλειες κενού φορτίου και στους τρόπους ελάττωσης τους.Στην συνέχεια αναλύθηκαν μοντέλα δινορρευμάτων κι έγινε ο προσδιορισμός των απωλειών δινορρευμάτων της εφαρμογής μέσω της εξίσωσης του Steinmetz αλλά και του τροποποιημένου μικροσκοπικού μοντέλου προσδιορισμού Foster.Έπειτα, έγινε μία μοντελοποίηση του φαινομένου της υστέρησης μέσω του τροποποιημένου μοντέλου Preisach για σιδηρομαγνητική λαμαρίνα που χρησιμοποιείτε για την κατασκευή μετασχηματιστών και υπολογίστηκαν οι απώλειες υστέρησης για συγκεκριμένη είσοδο με σκοπό την περαιτέρω προσαρμογή των μικροσκοπικών ιδιοτήτων των υλικών στην ανάλυση και στα μοντέλα προσδιορισμού των απωλειών κενού φορτίου / σιδήρου.Ακόμη, η παρούσα εργασία περιλαμβάνει την ανάπτυξη και επεξήγηση της δυσδιάστατης μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων, η οποία αποτελεί ένα αξιόπιστο εργαλείο για την μελέτη ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Η μέθοδος αυτή εφαρμόστηκε σε συγκεκριμένη εφαρμογή μετασχηματιστή τυλιχτού πυρήνα και συγκρίθηκαν τα αποτελέσματά της με τα πειραματικά δεδομένα της ίδιας εφαρμογής. Με την ενσωμάτωση των δύο μοντέλων ανάλυσης και πρόβλεψης απωλειών, Foster-δινορρευμάτων και Preisach - υστέρησης, μπορούμε να μελετήσουμε λεπτομερέστερα τις απώλειες κενού φορτίου τόσο τοπικά σε συγκεκριμένα σημεία της γεωμετρίας του πυρήνα όσο και συνολικά, χρησιμοποιώντας ως δεδομένα προς μετεπεξεργασία τα αποτελέσματα της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων.Τέλος, αναφέρονται τα συμπεράσματα που καταλήξαμε σε αυτή την διπλωματική εργασία και πεδία για περεταίρω διερεύνησης.