КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ОДНОФАЗНОМ ТРАНСФОРМАТОРЕ С УЧЕТОМ АНИЗОТРОПИИ ТЕПЛОВЫХ СВОЙСТВ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

И.Н. Кучерявая

№ 1 (2014), Теоретична електротехніка та електрофізика

№ 1 (2014)

Теоретична електротехніка та електрофізика

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ОДНОФАЗНОМ ТРАНСФОРМАТОРЕ С УЧЕТОМ АНИЗОТРОПИИ ТЕПЛОВЫХ СВОЙСТВ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Опубліковано 2013-12-26

И.Н. Кучерявая⁺⁻

И.Н. Кучерявая

Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна

ARTICLE_3_PDF

Ключові слова

electrical loss
strip-wound shell-type magnetic core
laminated core
anisotropy of thermal conductivity
free air convection
forced cooling of transformer
computer modeling электрические потери
магнитопровод ленточный броневой
шихтованный магнитопровод
анизотропия теплопроводности
свободная конвекция воздуха
принудительное охлаждение трансформатора
компьютерное моделирование

Як цитувати

[1]

Кучерявая, И. 2013. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ОДНОФАЗНОМ ТРАНСФОРМАТОРЕ С УЧЕТОМ АНИЗОТРОПИИ ТЕПЛОВЫХ СВОЙСТВ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА. 1 (Груд 2013), 020.

Анотація

Разработаны математическая модель и компьютерная методика расчета тепловых процессов в трансформаторе с учетом анизотропии теплопроводности материалов активных элементов – магнитопровода и обмоток. Созданные вычислительные средства предусматривают моделирование двух способов охлаждения трансформатора – на основе свободной конвекции воздуха и с применением внешнего охлаждения вентилятором. Такие режимы охлаждения исследованы на примере однофазного трансформатора с магнитопроводом броневой конфигурации. Показано снижение температуры в случае принудительного охлаждения по сравнению с естественным охлаждением трансформатора. Разработанные компьютерные средства могут быть использованы при проектировании трансформаторов и для изучения различных режимов их работы. Библ. 19, табл. 2, рис. 4.

ARTICLE_3_PDF

Посилання

Belopolsckii I.I., Pikalova L.G. Calculation of low-power transformers and reactors. – Мoskva-Leningrad: Gosenergoizdat, 1963. – 272 p. (Rus)

Borisenko A.I., Danko V.G., Yakovlev А.I. Aerodynamics and heat transfer in electric motors. – Moskva: Energiia, 1974. – 560 p. (Rus)

Borisenko A.I., Коstikov О.N., Yakovlev А.I. Cooling of industrial electric motors. – Мoskva: Energoatomizdat, 1983. – 296 p. (Rus)

Gandshu V.M. Distinctions of thermal computations of electromagnetic systems by program ELCUT. – http://elcut.ru/articles/gandshou/block.pdf. (Rus)

All-Union state standards 21427.0–75, 21427.1–83, 21427.2–83, 21427.4–83. Electrical sheet steel. – Moskva: Komitet standartizatsii i metrоlogii SSSR. (Rus)

Zalesskii А.M., Kukekov G.А. Thermal calculations of electric machines. – Leningrad: Energiia, 1967. – 380 p. (Rus)

Kucheriavaia I.N. Numerical simulation of the effect of different heat exchange factors on cooling efficiency of transformerrectifier modules. // Tekhnichna elektrodynamika. – 2000. – No. 3. – Pp. 56–61. (Rus)

Loitsianskii L.G. Fluid mechanics. – Мoskva: Nauka, 1978. – 736 p. (Rus)

Lopukhina E.M., Somikhina G.S. Design of asynchronous micromotors with hollow rotor. – Moskva: Energiia, 1968. – 328 p. (Rus)

Lopukhina E.M., Somikhina G.S. Calculation of asynchronous micromotors of single-phase and three-phase current. – Moskva-Leningrad: Gosenergoizdat, 1961. – 312 p. (Rus)

Podoltsev A.D., Kucheriavaia I.N. Computation of eddy currents and losses in system of solid conductors taking into account proximity effect and effect of external magnetic field // Tekhnichna elektrodynamika. – 2001. – No. 1. – Pp. 11–16. (Rus)

Fillipov N.F. Foundations of thermal exchange in electric motors. – Leningrad: Energiia, 1974. – 384 p. (Rus)

Babaie H., Farahani H.F. Analysis of thermal behavior of high frequency transformers using finite element method // Journal of Electromagnetic Analysis & Applications (JEMAA). – 2010. – No. 2. – Pp. 627–632.

Comsol Multiphysics – http://www.comsol.com/

Driesen J., Deliege G., Belmans R., Hameyer K. Coupled thermo-magnetic simulation of foil-winding transformer connected to a nonlinear load // IEEE Trans. on Magnetics. – 2000. – Vol. 36. – No. 4. – Pp. 1381–1385.

Komarov N.S., Podoltsev А.D., Kucheryavaya I.N., Lebedev B.B. High-frequency high-voltage DC isolation transformerrectifying module for power supply of technological equipment // EPE Journal. – 2001. – Vol. 11. – No. 1. – Pp. 33–44.

Lussier D.T., Ormiston S.J., Marko R.M. Theoretical determination of anisotropic effective thermal conductivity in transformer windings // International Communications in Heat and Mass Transfer. – 2003. – Vol. 30. – No. 3. – Pp. 313–322.

Madzarevic V., Kapetanovic I., Tesanovic M., Kasumovic M. Different approach to thermal modeling of transformers – a comparison of methods // International Journal of Energy and Environment. – 2011. – Vol. 5. – No. 5. – Pp. 610–617.

Pradhan M.K., Ramu T.S. Estimation of the hottest spot temperature (HST) in power transformers considering thermal inhomogeneity of the windings // IEEE Trans on Power Delivery. – October, 2004. – Vol. 19. – No. 4. – Pp. 1704–1712.