Cer Transformatörlerinde Elektriksel Parametrelerin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi

Abstract

Demiryolu sistemlerinde kullanılan elektrikli trenlerin hareket gücünü sağlamak için kullanılan motor sürücülerini cer transformatörleri beslemektedir. Cer transformatörleri lokomotiflerin altında veya üstünde, boyutları sınırlı bir alana yerleştirilmektedir. Bunun yanında tren sistemlerinde kullanılmakta olan ekipmanların güç ihtiyaçlarını karşılayabilmek için farklı gerilim seviyelerinde çok sayıda sargı yapıları cer transformatörlerinde bulunmaktadır. Demiryolu sistemlerinde sürdürülebilirlik, verim ve işletme güvenliğinin yüksek seviyede olması için cer transformatörlerinin tasarım parametrelerinin özel olarak incelenmesi gerekmektedir. Bu kapsamda tasarım aşamasında detaylı analizlerin gerçekleştirilmesi ve standartlar referans alınarak değerlendirilmesi önemli olmaktadır. Cer transformatörlerinde kısa devre empedansı, inrush akımları, kazan kayıpları, çekirdek kayıpları gibi kritik öneme sahip elektriksel parametrelerin doğru bir şekilde hesaplanması teorik yöntemler ile her zaman mümkün olmamakta veya çok zahmetli olmaktadır. Bu durumda sonlu elemanlar analizi yönteminin birçok açıdan avantajı bulunmaktadır. Sonlu elemanlar analizleri ile yüksek doğrulukta ve kısa sürede hesaplamalar yapılabilmektedir. Bu çalışmada örnek bir cer transformatörünün elektriksel parametreleri Ansys Electronics Suite sonlu elemanlar analizi yazılımı ile hesaplanmıştır. Hesaplanan parametreler ile ilgili olarak özet bilgiler verilmiş, analiz adımları açıklanmıştır. Bu kapsamda demiryolu sistemlerinde kullanılan trenlerin kritik elemanlarından biri olan cer transformatörlerinin elektriksel analizi için sonlu elemanlar yönteminin gerekliliği ifade edilmiştir.