Cer Transformatörlerinde Boşta Çalışma Kayıplarının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Hesaplanması

Abstract

Elektrikli lokomotiflerde kullanılmakta olan cer transformatörleri tren sisteminde hareket gücü için gerekli olan gerilim dönüşümünü gerçekleştirmektedir. Trenlerde kritik öneme sahip olan bu elemanların tasarımı aşamasında dikkat edilmesi ve üretimden önce hesaplanması gerekli olan parametreler bulunmaktadır. Bu parametreler transformatörün kısa devre empedansı, sargıların doğru akım direncine bağlı olarak oluşan kayıplar, sargılarda oluşan girdap akımı kayıpları, transformatörün harmonikli akımlar ile yüklenmesi durumunda oluşan kayıplar, inrush akımı, kazan kayıpları, boşta çalışma kayıpları, kısa devre kuvvetleri, kapasitans değerleri, elektrik alan dağılımları olarak sıralanabilir. Bu parametrelerin tasarım aşamasında hesaplanması sürdürülebilirlik ve güvenilirlik için kritik öneme sahiptir. Bu çalışmada örnek bir cer transformatöründe boşta çalışma kayıpları sonlu elemanlar yöntemi ile hesaplanmıştır. Hesaplamalar gerçekleştirilirken cer sisteminde izin verilen maksimum ve nominal gerilim seviyeleri değerlendirilmeye alınmıştır. Daha sonra analiz sonuçları, üretilen cer transformatörü üzerinde gerçekleştirilen test çalışmaları ile doğrulanmıştır. Bu kapsamda, cer transformatörlerinin tasarımında hesaplanması gerekli olan parametrelerden biri olan boşta çalışma akımı ve boşta çalışma kaybı hakkında bilgi verilip hesaplamalar gerçekleştirilmiştir. Bu hesaplamaları tasarım aşamasında gerçekleştirilmesinin önemi vurgulanmıştır.