Investigación sobre el acoplamiento de campo multifísico magnético-térmico de un transformador de alta frecuencia con diferentes disposiciones de devanado
Autores: Li, Bofan; Zhang, Pengning; Li, Pengyang; Liu, Ze; Li, Wei; Zhang, Jian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación sobre el acoplamiento de campo multifísico magnético-térmico de un transformador de alta frecuencia con diferentes disposiciones de devanado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Fuerza magnético-térmica
Materiales nanocristalinos
Transformadores de alta frecuencia
Disposiciones de devanado
Aumento de temperatura
Fuerzas electromagnéticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 54
Citaciones: Sin citaciones
Para aclarar la regla de cambio de fuerza magnética-térmica de los transformadores de alta frecuencia bajo diferentes disposiciones de devanado, este documento prueba las características de magnetización y pérdidas de materiales nanocristalinos a diferentes temperaturas, y basado en los datos de magnetización y pérdidas, establece un modelo de cálculo de acoplamiento de fuerza magnética-térmica de transformadores de alta frecuencia nanocristalinos de 15 kVA, 5 kHz, y calcula y analiza la densidad de flujo magnético, pérdidas y distribuciones de aumento de temperatura de transformadores de alta frecuencia con tres disposiciones de devanado diferentes en condiciones de vacío y cortocircuito, respectivamente. A través del análisis comparativo, se encontró que bajo condiciones de vacío, la transposición cruzada de devanado tiene menos influencia en el flujo magnético del núcleo del transformador de alta frecuencia, pero puede reducir la pérdida del núcleo de hierro y el aumento de temperatura del transformador. La transposición cruzada de devanado bajo condiciones de cortocircuito puede reducir significativamente la fuerza del campo magnético de fuga de los transformadores de alta frecuencia; la transposición cruzada completa debilita las pérdidas y el aumento de temperatura del transformador de alta frecuencia mejor que la transposición cruzada parcial. Según la densidad de corriente de devanado y la distribución del campo de fuga del núcleo bajo condiciones de cortocircuito, calculamos y analizamos la distribución de sus fuerzas electromagnéticas axiales y radiales. Los resultados muestran que la fuerza electromagnética axial hace que el devanado sea comprimido desde ambos extremos hacia el centro, la fuerza electromagnética radial hace que el devanado primario se contraiga hacia adentro y el devanado secundario se expanda hacia afuera, por lo que la transposición cruzada puede reducir en gran medida la fuerza electromagnética y debilitar la deformación del devanado. Por lo tanto, los transformadores de alta frecuencia de devanado transpuesto en cruz deben ser utilizados en proyectos reales para reducir el aumento de temperatura del transformador y mejorar la eficiencia y seguridad. Esta investigación tiene importancia teórica para el acoplamiento de campos físicos múltiples de transformadores de alta frecuencia y su diseño estructural.
Descripción
Para aclarar la regla de cambio de fuerza magnética-térmica de los transformadores de alta frecuencia bajo diferentes disposiciones de devanado, este documento prueba las características de magnetización y pérdidas de materiales nanocristalinos a diferentes temperaturas, y basado en los datos de magnetización y pérdidas, establece un modelo de cálculo de acoplamiento de fuerza magnética-térmica de transformadores de alta frecuencia nanocristalinos de 15 kVA, 5 kHz, y calcula y analiza la densidad de flujo magnético, pérdidas y distribuciones de aumento de temperatura de transformadores de alta frecuencia con tres disposiciones de devanado diferentes en condiciones de vacío y cortocircuito, respectivamente. A través del análisis comparativo, se encontró que bajo condiciones de vacío, la transposición cruzada de devanado tiene menos influencia en el flujo magnético del núcleo del transformador de alta frecuencia, pero puede reducir la pérdida del núcleo de hierro y el aumento de temperatura del transformador. La transposición cruzada de devanado bajo condiciones de cortocircuito puede reducir significativamente la fuerza del campo magnético de fuga de los transformadores de alta frecuencia; la transposición cruzada completa debilita las pérdidas y el aumento de temperatura del transformador de alta frecuencia mejor que la transposición cruzada parcial. Según la densidad de corriente de devanado y la distribución del campo de fuga del núcleo bajo condiciones de cortocircuito, calculamos y analizamos la distribución de sus fuerzas electromagnéticas axiales y radiales. Los resultados muestran que la fuerza electromagnética axial hace que el devanado sea comprimido desde ambos extremos hacia el centro, la fuerza electromagnética radial hace que el devanado primario se contraiga hacia adentro y el devanado secundario se expanda hacia afuera, por lo que la transposición cruzada puede reducir en gran medida la fuerza electromagnética y debilitar la deformación del devanado. Por lo tanto, los transformadores de alta frecuencia de devanado transpuesto en cruz deben ser utilizados en proyectos reales para reducir el aumento de temperatura del transformador y mejorar la eficiencia y seguridad. Esta investigación tiene importancia teórica para el acoplamiento de campos físicos múltiples de transformadores de alta frecuencia y su diseño estructural.