Analiza rozkładu pola magnetycznego w transformatorze jednofazowym

Przedmiotem analizy jest rozkład pola magnetycznego transformatora jednofazowego, ramkowego o przekładni 220 V/380 V, w którym uzwojenia o przekroju prostokątnym zostały nawinięte współosiowo na jedną z kolumn rdzenia wykonanego z blachy magnetycznej zimnowalcowanej. Wykonano model polowo-obwodowy transformatora jednofazowego w celu porównania indukcyjności uzwojeń i prądu strony wtórnej otrzymanych w programie OPERA 2D i OPERA 3D z pomiarami rzeczywistego transformatora. Badania rozkładu pola zostały wykonane przy założeniu warunków jak podczas badań doświadczalnych w trzech stanach pracy transformatora: - stanie jałowym, - stanie równowagi amperozwojów, - stanie znamionowego obciążenia transformatora. Obliczenia rozkładów pola magnetycznego przeprowadzono w układzie dwu- i trójwymiarowym w pakiecie programowym OPERA 2D i OPERA 3D. Rozpatrywane pole jest polem harmonicznym quasistacjonarnym, do opisu którego zastosowano równania różniczkowe cząstkowe drugiego rzędu. Obliczenia rozkładu pół elektromagnetycznych wykonano w oparciu o analizę polową z wykorzystaniem metody elementów skończonych.

---

The simulation and test results of magnetic field in transformer using program OPERA 2D and OPERA 3D have been presented in this paper. The numerical analysis of magnetic field based on finite element method was used to obtain solutions of partial differential equations which cannot be solved using analytical methods. It has been shown that finite element method can be applied to analysis of transformer.