Abstract:Traction transformers feed the motor drivers used in electric locomotives in railway systems. Traction transformers are placed in a limited area above or below the locomotives. Due to the power needs of the equipment used in train systems, there are many winding structures at different voltage levels in traction transformers. Therefore, the design parameters of traction transformers should be specifically evaluated for providing a high level of sustainability, efficiency, and operational safety in railway syst… Show more
“…Literatürde cer transformatörlerinde hesaplanması gerekli olan elektriksel parametrelerin incelendiği [4], elektrikli lokomotiflerde kullanılmakta olan bara ve transformatörlerin oluşturduğu manyetik alanların incelendiği [5], Metro AC cer güç dağıtımı sistemlerinde yük paylaşımının modellendiği [6], demiryolu elektrifikasyon sistemlerinde katener sistem tasarımlarının [7], topraklama ve temas gerilimlerinin incelendiği [8], pantograf boynuz hatalarının derin öğrenme ve görüntü işleme teknikleri ile tespit edildiği [2], metro hattında araç kapasitesinin arttırılmasının orta gerilim ve cer sistemleri üzerine etkilerinin incelendiği [9], raylı ulaşım sisteminde tahrik amaçlı katı hal transformatörü kullanımının incelendiği [10], elektrikli demiryolu hatlarında kompanzasyon sisteminin incelendiği [11], dizel elektrikli lokomotiflerde cer sistemlerinin gelişimi üzerine bir incelemenin gerçekleştirildiği [12] çeşitli çalışmalar bulunmaktadır.…”
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.
“…Literatürde cer transformatörlerinde hesaplanması gerekli olan elektriksel parametrelerin incelendiği [4], elektrikli lokomotiflerde kullanılmakta olan bara ve transformatörlerin oluşturduğu manyetik alanların incelendiği [5], Metro AC cer güç dağıtımı sistemlerinde yük paylaşımının modellendiği [6], demiryolu elektrifikasyon sistemlerinde katener sistem tasarımlarının [7], topraklama ve temas gerilimlerinin incelendiği [8], pantograf boynuz hatalarının derin öğrenme ve görüntü işleme teknikleri ile tespit edildiği [2], metro hattında araç kapasitesinin arttırılmasının orta gerilim ve cer sistemleri üzerine etkilerinin incelendiği [9], raylı ulaşım sisteminde tahrik amaçlı katı hal transformatörü kullanımının incelendiği [10], elektrikli demiryolu hatlarında kompanzasyon sisteminin incelendiği [11], dizel elektrikli lokomotiflerde cer sistemlerinin gelişimi üzerine bir incelemenin gerçekleştirildiği [12] çeşitli çalışmalar bulunmaktadır.…”
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.
The effects of the magnetic field intensity created around the power system equipment on human health are examined by various organizations. Permissible limit values have been determined by the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) when people are exposed to the magnetic field intensity generated by the power system equipment at a low frequency. Accordingly, the maximum allowable magnetic field intensity values for public areas and working environments are specified as 0.2mT and 1mT, respectively. In this context, it is seen that the magnetic field intensity generated by components such as traction transformer, busbar, driver, and motor used to provide traction power in locomotives are essential parameters. Therefore, it is recommended that the magnetic field intensities around these components remain below the limits for the health of passengers and personnel. For this reason, it is necessary to determine the magnetic field intensities around the components during the design phase of the locomotive systems. This study aimed to calculate the magnetic field densities generated by a traction transformer and a sample busbar structure used in locomotives. For this purpose, the geometric model of the traction transformer, a simple locomotive casing, and busbar structure was created in a three-dimensional coordinate system and transferred to the Ansys Electronics Suite finite element analysis software, and analysis studies were carried out. Finally, it is seen that the magnetic field intensities in the measurement planes determined according to the analysis results are below the limit values. Since the magnetic field intensity values change depending on the geometric structure of the model, material parameters, and operational status, the necessity of evaluating these analyses at the design stage has been emphasized within the scope of the study.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.