ნულოვანი სერიის იმპედანსის ხარაკტერიზაცია ZN კავშირით გარეშე დაწერილი დამაგრძნობილებელი ტრანსფორმატორისთვის
ნეიტრალურად იზოლირებულ სამფაზიან ელექტრო სისტემაში დედაქვევის ტრანსფორმატორი პროვიძებს კünstliche neutrale punkt, რომელიც შეიძლება იყოს დედაქვევით დაკავშირებული ან რეაქტორების/არკის წარმოშობის კოილებით. ZNyn11 კავშირი ტიპიურია, სადაც ნულოვანი სერიის მაგნიტური ძალები იგივე კორპუსის სველში განაკუთვნებენ, რითაც ბალანსირდება ხარისხის მიმართულების მიმართ მიმდინარე მიმართულები და მინიმიზირებულია ნულოვანი სერიის დახარჩენილი მაგნიტური ფლუქსი/იმპედანსი.
ნულოვანი სერიის იმპედანსი კრიტიკულია: ის განსაზღვრავს ხარისხის მიმართულების სიმძლავრეს და ფაზას-დედაქვევის ძაბვის დანერგვას იმპედანსით დედაქვევის სისტემებში.
1. ZN-კავშირით დედაქვევის ტრანსფორმატორის თვისებები
თუმცა YNd11-კავშირით ტრანსფორმატორების გამოყენება შესაძლებელია, ZNyn11 პრეფერირდება (ფიგ. 1). საკვანძო განსხვავებები:
ერთფაზიანი დედაქვევის ხარისხის დროს, შესაბამისი დედაქვევის იმპედანსის შერჩევა შეამცირებს ფაზის მოკლე წრედის მიმართულებებს მთავარი ტრანსფორმატორის ნომინალური ფაზის მიმართულების ფარგლებში.
2. ZN-კავშირით დედაქვევის ტრანსფორმატორების ნულოვანი სერიის იმპედანსის ანალიზი
დედაქვევის ტრანსფორმატორის ანალიზის მოდელის ძირითადი ტექნიკური პარამეტრები ნაჩვენებია ცხრილში 1, სადაც ნულოვანი სერიის იმპედანსის დაშვებული დევიაცია უნდა იყოს ±7.5% ფარგლებში.
2.1 ნულოვანი სერიის იმპედანსის გამოთვლა ტრადიციული ემპირიული ფორმულით
როგორც ნაჩვენებია ფიგურაში 2 (დედაქვევის ტრანსფორმატორის მარკვის დალაგება), ნულოვანი სერიის იმპედანსი განისაზღვრება როგორც ერთი ფაზის ძაბვის დარჩენა ხარისხის მიმართულების დროს, როდესაც ხარისხის მიმართულება მიდის ყველა სამ ფაზაში ერთდროულად. გამოთვლისთვის, X0 აკიდებს ჩვეულებრივ მარკვიანი ენერგიის ტრანსფორმატორების იმპედანსის პრინციპს (განტოლება 1).
ფორმულაში, W აღნიშნავს მარკვის მარკვის რაოდენობას. ZN კავშირის მარკვისთვის, W არის ნახევარ-მარკვის მარკვების რაოდენობა; ∑aR ნიშნავს ექვივალენტურ დახარჩენილ მაგნიტურ ფლუქსის ფართობს. ZN კავშირის მარკვისთვის, ეს არის ორი ნახევარ-მარკვის ექვივალენტური დახარჩენილი მაგნიტური ფლუქსის ფართობი; ρ არის როგოვსკის კოეფიციენტი; H არის მარკვის რეაქტიული სიმაღლე.
ცხრილი 1-ის მონაცემების ჩასმა განტოლებაში (1) მივიღებთ გამოთვლილ ნულოვან სერიის იმპედანსს 70.6 Ω.
2.2 ნულოვანი სერიის იმპედანსის ანალიზი ელექტრომაგნიტური პროგრამით
Infolytica-ს Magnet ელექტრომაგნიტური პროგრამა გამოიყენება მაგნიტური ველის ანალიზისთვის. პროდუქტის სტრუქტურული ხელმისაწვდომობის მიხედვით დაიწყო 3D საშუალებითი მოდელი, როგორც ნაჩვენებია ფიგურაში 3. პროგრამა გამოიყენებს T-Ω პოტენციალური ჯგუფის გადაწყვეტის ალგორითმს ფორმირებული ელემენტებით პირველი მესამე რიგის ინტერპოლაციის პოლინომებით.
სასრული ელემენტების ანალიზი (FEA) არის რიცხვითი გამოთვლის მეთოდი, რომელიც დაფუძნებულია ვარიაციულ პრინციპზე და მეშვეობით გრიდის ინტერპოლაციაზე. ის პირველად გარდაქმნის საზღვრების პრობლემას შესაბამის ვარიაციულ პრობლემად (როგორც ფუნქციის ექსტრემუმის პრობლემა), შემდეგ დისკრეტიზებს ვარიაციულ პრობლემას საერთო მრავალცვლადიანი ფუნქციის ექსტრემუმის პრობლემად გრიდის ინტერპოლაციის მეშვეობით, ბოლოს რედუქირებს მრავალცვლადიან ალგებრულ განტოლებებს რიცხვითი გამოსათვლელად. ანალიზის დროს გრიდის დივიზიები იყო შესაბამისი: ჰაერი 80, გარკი 30, მარკვები 15. პროდუქტის გრიდის დიაგრამა დეტალურად ნაჩვენებია ფიგურაში 4.
სასრული ელემენტების ალგორითმებში, პოლინომის რიგი კორელირებულია ველის დომენის ფორმულის ზუსტością - უფრო მაღალი რიგები უფრო კარგად ხასიათდება ველის თვისებებით. ამ მოდელისთვის გამოიყენება მეორე რიგის პოლინომი, მაქსიმუმ 20 იტერაცია, იტერაციის შეცდომა 0.5%, კონიუგირებული გრადიენტის შეცდომა 0.01%.
დედაქვევის ტრანსფორმატორის ნულოვანი სერიის იმპედანსის შემოწმება ველ-წრედის კუპლინგის მეთოდით: დედაქვევის წერტილზე გამოიყენება მაღალი დარტყმის ნომინალური მიმართულება (პროგრამისთვის პიკი 27.59 A), დარჩენილი დარტყმის მხარე გახსნილი წრედი, და შემოწმდება ძაბვა.
2.3 ნულოვანი სერიის იმპედანსის შემოწმება
ნულოვანი სერიის იმპედანსი შემოწმდება დედაქვევის ტრანსფორმატორის ხაზის ტერმინალებსა და დედაქვევის ტერმინალს შორის ნომინალური სიხშირით (როგორც ნაჩვენებია ფიგურაში 5), გამოიყენება ომებში ერთი ფაზის თვისებებით. მისი მნიშვნელობა გამოითვლება როგორც 3U/I (სადაც U არის ტესტის ძაბვა და I არის ტესტის მიმართულება). შემოწმების დროს ხაზის ტერმინალებზე გამოიყენება ნომინალური მიმართულება 19.5 A, ხაზის ტერმინალებსა და დედაქვევის წერტილს შორის ძაბვა შემოწმდება როგორც 443.3 V. გამოთვლილი ნულოვანი სერიის იმპედანსი არის 68.2 Ω.
2.4 გამოთვლილი, სიმულირებული და შემოწმებული მნიშვნელობების შედარებითი ანალიზი
ძირითადი პერფორმანსის პარამეტრები შედარებულია ცხრილში 2. შედეგები აჩვენებს, რომ დედაქვევის ტრანსფორმატორის გამოთვლილი და სიმულირებული ნულოვანი სერიის იმპედანსები ახლოს არის შემოწმებული მნიშვნელობებისგან, დევიაციები არის 3.5% და 0.88% შესაბამისად. ელექტრომაგნიტური პროგრამის სიმულაციის შედეგები უფრო ახლოს არის შემოწმებული მნიშვნელობებისგან. მაგნიტური ველის ანალიზის შედეგები დაეხმარება პროდუქტის მაგნიტური ველის განაწილების ხარისხის უფრო ხარისხიან გაგებას, რაც შეიძლება გამოიყენება პროდუქტის ელექტრომაგნიტური და სტრუქტურული დიზაინის უფრო მიმართული განვითარებისთვის.
ელექტრომაგნიტური პროგრამით მიღებული მაგნიტური ველის სიმულაციის შედეგები უფრო ახლოს არის შემოწმებული მნიშვნელობებისგან. მაგნიტური ველის ანალიზის შედეგების დახმარებით, შეიძლება უფრო ხარისხიერად გაიგოს პროდუქტის მაგნიტური ველის განაწილების ხარისხი, რაც შეიძლება გამოიყენება პროდუქტის ელექტრომაგნიტური და სტრუქტურული დიზაინის უფრო მიმართული განვითარებისთვის.
3. დასკვნა
ნულოვანი სერიის იმპედანსი არის დედაქვევის ტრანსფორმატორების კრიტიკული პარამეტრი, რომელიც მომხმარებლებისგან მიითითებს მართლაც მკაცრი დევიაციების მოთხოვნებს. ინჟინერიის გამოთვლებში ტრადიციული ემპირიული ფორმულების გამოყენებისას, ემპირიული კოეფიციენტების კორექტირება საჭიროა, რაც ძალიან დამოკიდებულია დიზაინერების გამოცდილებაზე და ძალიან რარელად უზრუნველყოფს ზუსტს.
ზუსტების გასაუმჯობესებლად, ამ სტატიაში გამოიყენება სიმულაციის პროგრამა მაგნიტური ველის ანალიზისთვის, შედარება ემპირიული ფორმულების შედეგებთან და შემოწმება ტესტებით. სიმულაციის შედეგები ზუსტია და შეიძლება დაკმაყოფილოს ინჟინერული მოთხოვნები.
