Transformatör çekirdeklerinde kullanılan elektrik çelikleri ve amorf şeritlerin uç uca gelen birleşim yerlerindeki manyetik akı dağılımının deneysel ve kuramsal incelenmesi
Theoretical and experimental investigation of magnetic flux density distribution at joints of stacked electrical steels and amorphous ribbons used transformer cores
Yazar: SEZER ERDEM
Danışman: PROF. DR. NAİM DEREBAŞI
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
Transformatör çekirdekleri olusturulurken kullanılan manyetik maddeler(elektrik çelikleri, amorf seritler vb.) dısında çekirdeklerin geometrisi de çok önemlidir.Bir transformatör çekirdegi yapılırken geometriye baglı olarak levhaların köse ve ortayerlerinde hava aralıkları olusmaktadır. Bu hava aralıkları akı dagılımında degismelereyol açmaktadır.Bu çalısmada, hava aralıklarının manyetik akı yogunlugu dagılımları üzerindekietkisi üç katlı elektrik çeliklerinden (M4) ve amorf seritlerden (Metglas-2605SC)yapılmıs örneklerde incelenmis ve karsılastırılmıstır. Levhalar arasındaki akı geçisleriaynı örnekte (M4) farklı yerlere yerlestirilen algılama bobinlerinin yardımıyla ayrıntılıolarak incelenmis ve manyetik akı yogunlugu degisimi yüzde olarak hesaplanmıstır.z- tipi (Unicore) transformatör çekirdeginde olusan hava aralıklarının da akı dagılımınaetkisi incelenmistir. Akının, Unicore' daki hava aralıklarının olusumu nedeniylelevhalar arasından kolayca geçtigi teorik ve deneysel olarak saptanmıstır.Bazı örneklerdeki manyetik akı yogunlugu degisimlerinin sonlu elemanlaryöntemi kullanılarak benzesimleri yapılmıstır. Ayrıca, deneysel sonuçlar 2-boyutlustatik manyetik analiz (manyetik vektör potansiyel formülasyonu) kullanılarak da teyidedilmistir.

Abstract:
The geometry of transformer cores is very important apart from the magneticmaterials (electrical steels, amorphous ribbons etc.) used when they are formed. Someair gaps exist at the corners and in the yoke of the transformer laminations depending onthe geometry while a transformer core is made. These air gaps cause some variations onthe flux distribution.In this research, the effect of air gaps on magnetic flux density distributions hasbeen investigated in the samples which are made of three stacked laminations ofelectrical steels (M4) and amorphous ribbons (Metglas-2605SC) and then, they havecompared. The flux transitions between the laminations have been investigated in detailwith the aim of search coils located in different areas on the same sample (M4) and thepercent of magnetic flux density variation has been calculated. The effect of air gapsformed in the z-type (Unicore) transformer core for the flux distribution has been alsoinvestigated. It is theoretically and experimentally determined that the flux is easilytransferred between the laminations due to the formations of air gaps in the Unicore.The variations of magnetic flux density in some samples have been simulatedusing the finite element method. The experimental results have also confirmed by using2D static magnetic analysis (magnetic vector potential formulation).