DOI: https://doi.org/10.15588/1607-6761-2013-1-1

CALCULATION OF TRANSIENT PROCESSES OF ELECTROMAGNETIC DEVICES BASED ON THE MAGNETOELECTRIC EQUIVALENT CIRCUITS CONTAINING MAGNETIC CAPACITORS

S. M. Tykhovod, I. V. Tokmakov

Abstract


For dynamic processes modeling in magnetic and electrical systems of transformers and other electromagnetic devices the effective method of electrical and magnetic circuits in united arrangement is used. The scheme of such circuits is termed as the magnetoelectric equivalent circuit of the electromagnetic device. The classical magnetoelectric equivalent circuit of electromagnetic devices denotes that the magnetic fluxes are flowing in magnetic branches, and the electric currents are flowing in electrical branches. The equivalent circuit choice essentially influences upon the efficiency of modeling. In this paper the original magnetoelectric equivalent circuit using concepts «magnetic currents» and «magnetic capacitors» (Shakirov method) is considered. The computing process realized according to such model is unstable. Therefore the given method can’t be recommended for transient analyses in nonlinear magnetoelectric circuits. Modeling modification of Shakirov magnetoelectric equivalent circuit is offered with the purpose of efficiency improvement. «Magnetic currents» and «magnetic capacitors» with differential capacitance are used in the offered magnetoelectric equivalent circuit. The computing process according to such model has the best stability and fast operation than the computing process according to another magnetoelectric equivalent circuits. The merit of such method is possibility of joining-up magnetic resistance elements to equivalent circuit. The resistances of ones could be chosen taking into consideration the equivalence of losses in magnetic resistors end magnetic system. Modeling of transients at switch on regime of the power transformer is given as an example.

Keywords


magnetoelectrical equivalent circuits; magnetic currents; magnetic capacitors

References


Вольдек А. И. Электрические машины /А. И. Вольдек. – Л. : Энергия, 1974. – 840 с.

Буль О. Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов : Программа ANSYS : учебное пособие / О. Б. Буль. – М. : Академия, 2009. – 288 с.

COMSOL Multiphysics (Femlab). – [Электронный ресурс].– режим доступа: http://matlab. exponenta. ru/femlab.

Дмитриев М. В. Моделирование переходных процессов в электрической сети, содержащей трансформаторы при учете конфигурации их магнитной системы / М. В. Дмитриев, Г. А. Евдокунин // Известия РАНСер. Энергетика. – 2009. – № 2. – С. 37–48.

Метод расчета на ЭВМ электромагнитных переходных процессов в ферромагнитных устройствах с произвольной структурой магнитной и электрической цепей / [Евдокунин Г. А., Коршунов Е. В., Сеппинг Э. А., Ярвик Я. Я. ] // Электротехника. – 1991. –№ 2. –С. 56–59.

Евдокунин Г. А. Трансформаторы в электрической сети моделирование переходных процессов с учетом конфигурации магнитной системы / Г. А. Евдокунин, М. Дмитриев // Новости электротехники. –2008. –№ 5. –С. 1–13.

ШакировМ.А.Магнитоэлектрическиесхемызамещения катушек индуктивности и трансформаторов / М.А.Шакиров // Электричество. – 2003. –№ 11. –С. 34–45.

Шакиров М. А. Анализ неравномерности распределения магнитных нагрузок и потерь в трансформаторах на основе магнитоэлектрических схем замещения / М. А. Шакиров // Электричество. – 2005. –№ 11. –С. 15–27.

АлександровГ. Н. Исследованиепереходныхрежимов работы управляемого шунтированного компенсатора трансформаторного типа с помощью магнитоэлектрических схем замещения / Г. Н. Александров, М.А. Шакиров //Электричество. – 2005. –№ 6. –С. 20–32.

Шакиров М. А. Расчет несимметричных режимов работы трансформаторов с учетом намагничивания стали. //Электричество. – 2006. –№ 6. –С. 21–33.

Elleuch M. Three phase, three limb transformer model for switching transient calculations. Part 1: Parameter definition and identification. / M. Elleuch, M. Poloujadoff // Acta Technica Csav. – 1988. – No. 1. – P. 100–117.

Бессонов Л. А. Электрические цепи со сталью / Л. А. Бессонов. –М. -Л. : ГЭИ, 1948. – 376 с.

Маляр В. С. Апроксимація характеристик намагнічування електротехнічних сталей сплайнами другого порядку. /В. С. Маляр, І. А. Добушовська //Вісник Національногоуніверситету «Львівськаполітехніка». Електроенергетичні та електромеханічні системи. –2010. –№ 671. –С. 67–71.

Тиховод С. М. Расчетиндуктивностей обмоток трансформатора, обусловленных магнитными потоками в воздухе. / С. М. Тиховод, Г. Н. Романиченко, И. О. Афанасьева // Веснік КНУ. Електромеханічні і енергозберігаючісистеми. – 2011. –№ 3. –С. 149–154.

Липман А. А. «Электрическая» и «магнитная» схемы электромагнитной цепи./ А. А. Липман // Электричество. – 1974. –№ 7. – С. 65–68.

Chua L. O. Computer Aided Analysis of Electronic Circuits: Algorithms and Computational Techniques / L. O. Chua, P. M. Lin. – Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1975. – 640 p.


GOST Style Citations




Article Metrics

Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM


Copyright (c) 2017 S. M. Tykhovod, I. V. Tokmakov

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Address of the journal editorial office:

Editorial office of the the science journal "Electrical Engineering and Power Engineering" ("Electrotechnics and Electroenergetics")

Zaporozhye National Technical University, 

 Zhukovskiy street, 64, Zaporizhzhya, 69063, Ukraine. 

Telephone: +38-061-769-82-96 – the Editing and Publishing Department.

E-mail: rvv@zntu.edu.ua


Reference to the journal is obligatory in the cases of complete or partial use of its materials.