Wyznaczanie wartości parametrów schematu zastępczego transformatora impulsowego z wykorzystaniem obwodów równoważnych Cauera

• Autorzy: Kurzawa Milena , Wojciechowski Rafał M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.09.65

Warianty tytułu

EN

Determination of the parameters of equivalent schema of the pulse transformer using the Cauer circuits

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artkule omówiono sposób formułowania modelu równoważnego (schematu zastępczego) transformatora impulsowego o strukturze osiowosymetrycznej. Tworząc schemat zastępczy, Autorzy opracowali i wdrożyli oprogramowanie własne wykorzystujące: (a) dwuwymiarowe (2D) krawędziowe ujęcie Metody Elementów Skończonych (MES), (b) algorytm Lanczos – Pade (PVL) pozwalający na znaczącą redukcję rzędu otrzymywanych równań macierzowych MES, oraz (c) obwody równoważne Cauera na podstawie, których uformowali wielogałęziowy schemat zastępczy transformatora impulsowego. Ponadto, w pracy przedstawiono wybrane wyniki obliczeń symulacyjnych uzyskane za pomocą zaproponowanego schematu zastępczego. Otrzymane wyniki porównano z wynikami uzyskanymi po zastosowaniu pełnego modelu polowego.

EN

The paper, the method of formulating the equivalent model of the considered pulse transformer with an axisymmetric structure have been presented and discussed. By creating the substitute diagram, the authors developed and implemented their own software using: (a) two-dimensional (2D) edge approach of the Finite Element Method (FEM), (b) Lanczos - Pade algorithm allowing for a significant reduction of the order of the obtained FEM matrix equations, and (c) equivalent of Cauer circuits on the basis of which they formed a multi-branch equivalent circuit of a pulse transformer. Moreover, the paper presents selected results of simulation calculations obtained with the use of the proposed equivalent scheme. The obtained results were compared with the results obtained after applying the full field model.

Słowa kluczowe

PL

schemat zastępczy; parametry skupione; model polowy; obwód równoważny Cauera

EN

equivalent model; lumped parameter; field model; Cauer circuit

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 9
• Strony: 227--281
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kurzawa Milena

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0002-3055-3111

autor

Wojciechowski Rafał M.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0003-4906-469X

Bibliografia

• [1] Putz Ł., Bednarek K., Kasprzyk L., Analiza wyższych harmonicznych generowanych przez lampy LED, Przegląd Elektrotechniczny. 96 (2020), No. 4, 90-93
• [2] Ludowicz W., Wojciechowski R.M., Analysis of the distributions of displacement and eddy currents in the ferrite core of an electromagnetic transducer using the 2D approach of the edge element method and the harmonic balance method, Energies,14 (2021), No. 13, 3980
• [3] Idziak P., Kowalski K., Kurzawa M., Wojciechowski R. M., Elektromagnetyczne zagrożenia środowiskowe generowane przez współczesne systemy elektryczne, Materiały Konferencyjne Jakość Energii Elektrycznej 2021, Dobiegniew 20 - 22.10.2021
• [4] Nowak L., Mikołajewicz J., Field circuit model of the dynamics of electromechanical device supplied by electronic power converters, Compel, 23 (2004), No. 4, 977–985
• [5] Łyskawiński W., Sujka P., Szeląg W., Barańsk M. Numerical analysis of hysteresis loss in pulse transformer, Archives of Electrical Engineering, 60 (2011), No. 2, 187-195
• [6] Skumiel A., Generation of a rotating high frequency magnetic field designed for use in magnetic hyperthermia, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 553 (2022), 169294
• [7] Wing O., Classical Circuit Theory, Springer 2008.
• [8] Sato Y., Igarashi H., Generation of equivalent circuit fromelement model using model order reduction, IEEE Trans. Magn., 52 (2016), No. 3.
• [9] Shimotani T., Sato Y., Igarashi H., Direct synthesis of equivalent circuits from reduced FE models using proper orthogonal decomposition, Compel, 35 (2016), No. 6, 2035–2044
• [10] Halawa J., Determination of PI and PID controllers settings using Pade' approximation, Przegląd Elektrotechniczny. 85 (2009), No. 7, 54-96
• [11] Bai Z., Freund R. W., A partial Padé-via-Lanczos method for reduced-order modeling, Linear Algebra and its Applications 332–334 (2001), 139–164
• [12] Feldmann P., Freund R. W., Efficient linear circuit analysis by Pade approximation via the Lanczos process, IEEE Trans. Comput.-Aided Des. Integr. Circuits Syst., (14) 1995, No. 5, 639-649
• [13] Demenko A., Sykulski J.K., Magneto-electric network models in electromagnetism, Compel, 25 (2006), No. 3, 581-8
• [14] R.M. Wojciechowski, C. Jedryczka, The analysis of stray losses in tape wound concentrated windings of the permanent magnet synchronous motor, Compel, 34 (2015), No. 3, 766-777
• [15] Kurzawa M., Jedryczka C., Wojciechowski R. M., Analysis ofeddy current system using equivalent multi - branch Foster circuit and edge element method, 19th International Conference Computational Problems of Electrical Engineering, 2018, 1-4

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).