Simulación Electromagnética y Térmica FDTD de un Elemento Varistor de Óxido Metálico Considerando la Dependencia de la Temperatura de Su Resistividad
Autores: Tanaka, Tokuya; Baba, Yoshihiro; Tsujimoto, Yoshimasa; Tsukamoto, Naoyuki
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Simulación Electromagnética y Térmica FDTD de un Elemento Varistor de Óxido Metálico Considerando la Dependencia de la Temperatura de Su Resistividad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Campos electromagnéticos
Varistor de óxido metálico
Método de diferencias finitas en el dominio del tiempo
Resistividad
Dependencia de la temperatura
Corriente de impulso
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Los campos electromagnéticos y el calor de un varistor de óxido metálico (MOV), en el que fluye una corriente de impulso de rayo, se calculan utilizando el método de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD). El MOV se representa con pequeñas celdas de paralelogramo rectangular, cada una de las cuales tiene una resistividad dependiente del campo eléctrico y la temperatura. Para este propósito, se extiende la expresión de resistividad como función del campo eléctrico, propuesta anteriormente, para incluir la dependencia de la temperatura. La dependencia de la temperatura se basa en los voltajes a través de un MOV para corrientes de impulso de 0.5 a 10 kA a temperaturas en un rango de aproximadamente 300 a 900 K, medidos por Andoh et al. (2000). La forma de onda de voltaje calculada por FDTD a través del MOV concuerda bien con la correspondiente medida para una corriente de impulso corta con una magnitud de aproximadamente 4 kA y una duración de aproximadamente 30 s. Además, la temperatura en la superficie del MOV concuerda bien con la correspondiente medida. Además, se realizan cálculos para el MOV con una distribución de resistividad no uniforme, que simula aproximadamente el deterioro o degradación del MOV, para una corriente de larga duración con una magnitud de 5 kA. La expresión propuesta de resistividad, dada como función del campo eléctrico y la temperatura, es útil en el estudio de cálculos electro-térmicos, que pueden proporcionar información sobre las causas de los daños en el MOV.
Descripción
Los campos electromagnéticos y el calor de un varistor de óxido metálico (MOV), en el que fluye una corriente de impulso de rayo, se calculan utilizando el método de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD). El MOV se representa con pequeñas celdas de paralelogramo rectangular, cada una de las cuales tiene una resistividad dependiente del campo eléctrico y la temperatura. Para este propósito, se extiende la expresión de resistividad como función del campo eléctrico, propuesta anteriormente, para incluir la dependencia de la temperatura. La dependencia de la temperatura se basa en los voltajes a través de un MOV para corrientes de impulso de 0.5 a 10 kA a temperaturas en un rango de aproximadamente 300 a 900 K, medidos por Andoh et al. (2000). La forma de onda de voltaje calculada por FDTD a través del MOV concuerda bien con la correspondiente medida para una corriente de impulso corta con una magnitud de aproximadamente 4 kA y una duración de aproximadamente 30 s. Además, la temperatura en la superficie del MOV concuerda bien con la correspondiente medida. Además, se realizan cálculos para el MOV con una distribución de resistividad no uniforme, que simula aproximadamente el deterioro o degradación del MOV, para una corriente de larga duración con una magnitud de 5 kA. La expresión propuesta de resistividad, dada como función del campo eléctrico y la temperatura, es útil en el estudio de cálculos electro-térmicos, que pueden proporcionar información sobre las causas de los daños en el MOV.