بررسی فرورزونانس مد پایه برای یک ترانسفورماتور مدل‌سازی شده از طریق روش المان محدود با لحاظ‌کردن مدل هیسترزیس برداری معکوس J-A
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوتربهروز رضایی علم 1 , مرتضی میخک بیرانوند 2
1 - دانشگاه لرستان
2 - دانشگاه لرستان
کلید واژه:
چکیده مقاله :
تأثیرگذارترین عامل در پدیده فرورزونانس برای ترانسفورماتور، اشباع شدید هسته مغناطیسی و ورود به ناحیه غیر خطی است که باعث غیر سینوسی شدن جریان و ولتاژ می‌شود. از این رو چالش مهم در بررسی فرورزونانس، مدل‌سازی رفتار غیر خطی هسته مغناطیسی می‌باشد. در این مقاله برای نخستین بار با لحاظ‌کردن حلقه هیسترزیس هسته، پدیده فرورزونانس در مد پایه با کمک روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته شده است. برای مدل‌کردن حلقه هیسترزیس هسته از مدل برداری معکوس J-A استفاده گردیده که باعث ارائه مدل دقیق رفتار غیر خطی هسته تراسفورماتور می‌شود. با سری‌کردن خازن‌های مختلف با ترانسفورماتور مدل‌شده در حالت بدون بار، وقوع فرورزونانس در حالت ماندگار مورد تحلیل قرار گرفته و نتایج دقیقی از حلقه هیسترزیس، شکل موج ولتاژ، شکل موج جریان، اشباع هسته، تلفات مسی و تلفات آهنی به عنوان مشخصات مهم ترانسفورماتور در این شرایط، استخراج شده است. مقایسه بین نتایج حاصل از شبیه‌سازی و اندازه‌گیری، اعتبار مباحث مطرح‌شده را مورد تأیید قرار داده است.
Severe saturation of the magnetic core is the most influential factor in ferroresonance that leads to distorted currents and voltages. , modeling the nonlinear behavior of the magnetic core is the most important challenge in ferroresonance study. In this paper, finite element method in conjunction with the inverse Jiles-Atherton (JA) hysteresis model of the steel core, is employed for modeling of a single-phase transformer accurately. Then, ferroresonance is studied by inserting different capacitors in series with the unloaded transformer, and the corresponding variation of copper losses and iron losses are obtained and discussed. Ferroresonance affects the shape of the hysteresis loop that necessitates the retuning of the parameters of the JA hysteresis model. The numerical results agree well with the experimental ones.
