Wyznaczanie rozkładu pola magnetycznego w blachach transformatorowych z uwzględnieniem histerezy magnetycznej
Wariant tytułu
Determining magnetic field distribution in transformer steel sheets taking into account magnetic hysteresis
Autor
Sierżęga, Michał
Promotor
dr hab. inż. Witold Mazgaj, prof. PK
Promotor pomocniczy
dr inż. Zbigniew Szular
Data wydania
2024
Data obrony
04.12.2024
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Słowa kluczowe
równania rozkładu pola magnetycznego, tekstura Gossa, histereza magnetyczna, proces magnesowania, blachy transformatorowe
equation of magnetic field, Goss texture, hysteresis loop, magnetisation process, transformer steel sheet
Abstrakt
Wyznaczanie strat mocy w transformatorach jest zagadnieniem ciągle aktualnym. Problem pojawia się przy określaniu strat w narożach rdzenia transformatora oraz w obszarach połączeń kolumny środkowej z jarzmem transformatora trójfazowego. Zasadnicza trudność przy wyznaczaniu strat histerezowych w tych przypadkach wynika z faktu, że wektory natężenia pola magnetycznego i indukcji magnetycznej nie są współliniowe, a charakterystyki magnesowania dla kierunku walcowania i kierunku do niego poprzecznego znacznie różnią się między sobą. Głównym celem pracy jest przedstawienie propozycji modelowania procesu magnesowania blach transformatorowych o strukturze krystalicznej w dowolnym kierunku na jej płaszczyźnie. W drugim rozdziale rozprawy przedstawiono krótką charakterystykę typowych blach transformatorowych stosowanych w transformatorach średniej i dużej mocy, ich strukturę krystalograficzną a także właściwości magnetyczne wybranych blach elektrotechnicznych, ze szczególnym uwzględnieniem blach transformatorowych. W kolejnym rozdziale przedstawiono sposób modelowania pętli histerezy magnetycznej blach elektrotechnicznych z wykorzystaniem funkcji eksponencjalnej. W rozdziale czwartym przedstawiono sposób modelowania procesu magnesowania. Piąty rozdział poświęcony jest zagadnieniu wprowadzenia modelu magnesowania blach transformatorowych do równań rozkładu pola magnetycznego. W szóstym, przedostatnim rozdziale przedstawiono wyniki przykładowych obliczeń numerycznych. Siódmy rozdział zawiera wnioski.
Determining power losses in transformers is still a current issue. Problems arise when determining these losses in the corners of the transformer core and in the areas of connections between the middle column and the yoke of a three-phase transformer. The main difficulty in determining hysteretic losses in these cases results from the fact that the vectors of the magnetic field strength and the flux density are not collinear, and the magnetization characteristics for the rolling direction and the direction transverse to it differ significantly. Therefore, the main objective of the work is to present a proposal for modeling the magnetization process of transformer sheets with a crystalline structure in arbitrary directions on its plane. The second chapter of the dissertation presents brief characteristics of typical transformer sheets used in medium and high power transformers, their crystallographic structure, and the magnetic properties of selected electrical sheets, with particular emphasis on transformer sheets. In the next chapter the author describes a method of modeling the magnetic hysteresis loop of electrical sheets using the exponential function. Next, the fourth chapter contains a description of a method for modeling the magnetization process of transformer. The fifth chapter is devoted to the issue of introducing the model of the hysteresis into the equations of the magnetic field distribution. The sixth, penultimate chapter presents the results of exemplary numerical calculations. The last, seventh chapter contains conclusions.
