Transformatör kaçak akı dağılımının bilgisayar destekli analizi
Computer aided analysis of leakage flux distribution transformer
Yazar: HIDIR SELÇUK NOĞAY
Danışman: Y.DOÇ.DR. BAHATTİN RÜZGAR ; Y.DOÇ.DR. CANER AKÜNER
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2002
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli analiz = Computer aided analysis ; Dönüştürücüler = Transformers ; Kaçak akı = Leakage flux ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
ÖZET TRANSFORMATÖR KAÇAK AKI DAĞILIMININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ ANALİZİ Bu çalışmanın amacı transformatörlerde kaçak akı dağılımının analizini bilgisayar destekli olarak gerçekleştirmektir. Bunun için öncelikle gerilim transformatör örnekleri ele alınıp iki boyutlu ve üç boyutlu modelleme yapılmıştır. İki boyutlu modelleme için sonlu elemanlar yöntemini kullanan Gemini isimli paket program kullanılmıştır. Gemini'de iki boyutlu modelleme için şu aşamalar gerçekleştirilmiştir. 1. Transformatörün geometrisini oluşturma, 2. Transformatör geometrisi üzerinde malzeme tanıtma, 3. Transformatörün elektriksel devre modelini oluşturma, 4. Transformatör çevresinde kontur tanıtma, 5. Çözümleme. Gemini ile yapılan analiz sonucunda tanımlanan kontur boyunca akı yoğunluğunun bölgesel ve noktasal dağılımı ve grafikler elde edilmiştir. Elde edilen grafikten kontur uzunluğunun herhangi bir noktası için akı yoğunluğunu görmek mümkün olduğu gibi o noktanın transformatör nüvesi üzerinde denk geldiği bölgede ki kaçak akı da belirlenebilmektedir. ^ssssss»Üç boyutlu modelleme için sonlu elemanlar yöntemini kullanan Slim paket programı kullanılmıştır. Slim ile üç boyutlu modelleme üç temel aşamadan oluşmaktadır 1 Ağ Oluşturma, 2. Veri Tanıtma, 3. Sonuçlan Alma. Birinci aşama olan ağ oluşturma da transformatörün iki boyutlu geometrisini oluşturma, sonlu elemanlara ayırma, kontur oluşturma ve üç boyutlu geometrisini oluşturmak için dilimleme (Slicing) işlemleri gerçekleştirilmiştir. îkinci aşama olan veri tanıtma da bölgeleri kategorilere ayırma, sınır değerleri girme, malzeme özelliklerini girme ve analizi yapılacak büyüklükleri belirleme işlemleri yapılmıştır. Son aşama olan sonuç alma da ise üç boyutta bölgesel, vektörel sonuç alma, iki boyutta grafiksel, noktasal, bölgesel ve vektörel sonuç alma işlemleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçta örnek olarak ele alman gerilim transformatörlerinin simülasyonu üzerinde kaçak akı dağılımı Gemini de iki boyutlu olarak bölgesel ve noktasal, Slim de ise aynı örneklerin üç boyutlu olarak bölgesel, noktasal, vektörel dağılımı elde edilerek analizi gerçekleştirilmiştir. Tanımlanan kontur boyunca her iki paket programda da aynı yöntem ile kontura göre akı yoğunluğu grafiği elde edilmiştir. Böylece geleneksel hesapla tespit edilememiş, hava aralığındaki kaçak akı eğrileri görülebilmiştir. Sonuçlar bölümünde açıklanan nedenleri de göz önüne alırsak sonlu elemanlar yönteminin tasarımcılara büyük avantajlar sağladığı anlaşılmıştır. Haziran, 2002 Hıdır Selçuk, Noğay vı

Abstract:
ABSTRACT COMPUTER AIDED ANALYSIS OF LEAKAGE FLUX DISTRIBUTION IN TRANSFORMERS Aim of this study, achieve analysis of leakage flux distribution by computer in transformers. So firstly for voltage transformer models has been done simulations in two dimensional and three dimensional. Finite elements analysis program named Gemini has been used in two dimensional simulation. The following major steps have been achieved in two dimensional simulation in Gemini 1. Setting up the geometric model of transformer, 2. Nanjing region on the geometric model, 3. Defining coils and electrical circuits of transformer, 4. Defining the contour around the transformer, 5. Solving. As a result of anah/sis which has been done by Gemini, contour defined along flux density, regional, nodal distribution and graphs hava been achieved. From graph achieved for whicever node of contour length to see flux density is possible and region which this node match upon transformer core. Finite elements analysis program named Slim has been used in the three dimensional simulation. The following three major steps have been achieved in three dimensional simulation in Slim. vn1. Mesh generation, 2. Solution control, 3. Postprocessing. On the fist step; generation of two dimensional geometry of transformer, mesh generation, definition contour and for generation three dimensional geometry of transformer slicing processes have been achieved. On the second step; categorising the mesh regions, specifing boundary conditions, specifing material properties, specifing nodal and elemental output processes have been obtained. On the final step, elemental and vectoral post proccessing in three dimensional, nodal, elemental, graphical and vectoral post processing in two dimensional processes have been achieved. In conclusion, for voltage transformer models have been done leakage flux distribution analysis as nodal and elemental in two dimensional in Gemini. For the same models has been done leakage flux distribution analysis as nodal, elemental and vectoral in three dimensional in Slim have been achieved. Along the defined contour for each programs (Gemini or Slim) by using same method flux densty graph according to contour has been achieved. Thus, leakage flux in air gap which couldn't determine using by conventional method has been seen. Considering the reosans which explains in conclussions section it was understood that finite element method has been brought major advantage for designer. June, 2002 Hıdır Selçuk, Noğay vnı