Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2019 - zeszyt 11

Shunt Regulation Analysis of The Short-Circuit Inductance based on 3D Magnetic Field in High Reactance Transformer with Movable Shunt

Trójwymiarowa analiza pola magnetycznego w transformatorze rozproszeniowym (HLR)

10.15199/48.2019.11.08

nr katalogowy: 123220
10.15199/48.2019.11.08

Streszczenie

W artykule przedstawiono trójwymiarową analizę pola magnetycznego w transformatorze rozproszeniowym (HLR). Obliczenia pola zostały wykonane metodą elementów skończonych (MES). Transformator rozważany w obliczeniach składał się z rdzenia oraz dwóch uzwojeń oddzielonych ruchomym bocznikiem wkładanym w okno transformatora. Wzięto pod uwagę różne pozycje bocznika względem rdzenia transformatora, jak również grubość pakietu blach z którego jest on wykonany. Uwzględniono nasycenie magnetyczne rdzenia i warstw bocznikowych. Dzięki analizie 3D wskazano miejsca nasycenia magnetycznego. Obliczone wartości reaktancji rozproszenia porównano z zmierzonymi i uzyskano dobrą zgodność.

Abstract

Analysis of the 3D magnetic field in high leakage reactance (HLR) transformer is presented. The field calculations have been executed with the Finite Element Method (FEM). The transformer considered consisted of a magnetic core and two windings separated by movable shunt stacked from oriented steel sheets. Various locations and thickness of the shunt have been taken into account. Magnetic saturation of the core and shunt laminations was taken into account. Thanks to the 3D analysis the magnetic saturation spots were indicated. The calculated leakage reactance values were compared with the measured ones and a good agreement has been obtained.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Ansys Maxwell 3D user’s guide—Maxwell 3D, ANSYS Inc Southpoint 275 Technology Drive, Canonsburg 2010.
[2] Bandelier B., Rioux-Damiadau F.: Mixed Finite element method for magnetostatic in R3, IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 34, No. 5, IX 1998, pp. 2473-2476.
[3] Bruno S. Alvesa B.S., Kuo-Penga P., Dularb P.: Contribution to power transformers leakage reactance calculation using, Electrical Power and Energy Systems, Vol. 105, 2019, pp. 470 -477.
[4] Chmielewski T., Węglowski M. Jaeschke B.: Current status and prospect development of dynamic regulation for GMA welding power sources, Przegląd Spawalnictwa Vol. 87 10/2015 pp. 130 - 134.
[5] Grossner N. R.: The geometry of regulation Transformers, IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 14, No. 2, 1986, pp. 241-244.
[6] Binns K. J., Lawrenson PP. J., Trowbridge C.W.: The analitycal and numerical solution of electric and magnetic fields, J.Wiley and Sons Chichester, New York, 1992.
[7] O’connor P.: Test Engineering A C.oncise Guide to Cost-effective Design, Development and Manufacture, John Wiley & Sons, LTD, Stevenage 2001.
[8] Sykulski J.K.: Computational Magnetics, Chapman & Hall, London, 1995.
[9] Tomczuk B.: Three-Dimensional Leakage Reactance Calculation and Magnetic Field Analysis for Unbounded Problems, IEEE Transaction on Magnetics, New York, USA, Vol. 28, No 4, 1992, pp. 1935-1940.
[10] Tomczuk B.: Analysis of 3-D Magnetic Fields in High Leakage Reactance Transformers, IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 30 No. 5, 1994, pp. 2734-2738.
[11] Tomczuk B.: Metody Numeryczne W Analizie Pola Układów Transformatorowych, Politechnika Opolska, Opole 2007.
[12] Tomczuk B., Babczyk K.: Calculation of the Self- and Manual Inductances and 3-D Magnetic Fields of Chokes with Air Gaps in the Core, Electrical Engineering (Archiv für Elektrotechnik), Springer - Verlag, Berlin, Vol. 83, 2001, pp.41-46.
[13] Tomczuk B., Zakrzewski K.: 3-D magnetic field distribution in single- and three- phase reactors with air gaps, COMPEL - The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, MCB University Press Limited, England, Vol. 19, No. 2, 2000, pp. 524÷528.
[14] Weber D.: Voltage reduction system, Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej, Opole 2018.
[15] Zakrzewski K., Tomczuk B.: Application of fast algorithm for the analysis of nonhomogeneous fields in stray transformers, ISEF’8 -IInd International Symposium on Electromagnetic Fields in Electrical Engineering, Warszawa, 24-26 IX 1985, pp. 69 - 71.
[16] Zakrzewski K., Tomczuk B.: The Influence of Magnetic Core Permeability on the Reactance of Stray Transformers, ISEF’87 -IIIth International Symposium on Electromagnetic Fields in Electrical Engineering, Pavia, Italy, 24-26 IX 1987, pp. 127 - 129.
[17] Zakrzewski K., Tomczuk B.: Obliczanie reaktancji zwarcia i strat dodatkowych w uzwojeniach o rdzeniu płaszczowym, Przegląd Elektrotechniczny, vol. 1989, no. 6-12, s. 167-169.
[18] Zakrzewski K., Tomczuk B.: Comparison of Finite Difference Method (FDM) and Integral Equations Method (BIM) in Calculation of Piecewise Nonhomogeneous Magnetic Fields, book: Electromagnetic Fields in Electrical Engineering, Eds.: J. Turowski and K. Zakrzewski, James & James Science Publishers, London, 1990, pp. 139-142.
[19] Zakrzewski K., Tomczuk B.: Obliczanie reaktancji transformatorów rozproszeniowych poprzez superpozycję dwuwymiarowych rozwiązań pola magnetycznego. Archiwum Elektrotechniki, tom XXXVII, z. 1/4/1988, PWN, Warszawa-Poznań, 1990, s. 29-42.
[20] Zakrzewski K., Tomczuk B.: Magnetic Field Analysis and Leakage Inductance Calculations in Current Transformers by Means of 3-D Integral Methods, Record of the 10th Conference on the Computation of Electromagnetic Fields, COMPUMAG’95, Berlin, Germany, 10 - 13 July, 1995, pp. 320 - 321.
[21] Zakrzewski K., Tomczuk B.: Magnetic Field Analysis and Leakage Inductance Calculations in Current Transformers by Means of 3-D Integral Methods, IEEE Transactions on Magnetics, New York, USA, Vol. 32, No. 3, May 1996, pp. 1637 - 1640.
[22] Zakrzewski K., Tomczuk B.: On the use of the FEM and BIE method in the 3D magnetic field computation of the reactors with air gaps, COMPEL - The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, MCB University Press Limited, England, Vol. 17, No. 1/2/3, 1998, pp. 116-120.
[23] Zakrzewski K., Tomczuk B., Waindok A.: Scaled models in 3D calculation of transformer magnetic circuit, EPNC 2004- XVIIIth Symposium “Electromagnetic phenomena in nonlinear circuits" Poznań, Poland, June 28-30, 2004, pp. 31-32.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 123220 "Shunt Regulation Analysis..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2019-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2019-11

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma