Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN : 978-604-82-1710-5
160
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN TỔN THẤT TRONG
MÁY BIẾN ÁP BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
Khương Văn Hải
Đại học Thủy lợi, email: haikv@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Mọi quá trình biến đổi điện từ xảy ra trong
máy điện nói chung và máy biến áp nói riêng
đều được mô tả bởi hệ phương trình Maxwell
cùng với luật trạng thái của chúng.
Để giải được các bài toán này và mô
phỏng các hiện tượng vật lý. Các nhà thiết
kế, nghiên cứu thường sử dụng các phương
pháp số mà không thể thực hiện được bằng
phương pháp giải tích.
Một trong những phương pháp số hay
được áp dụng, ví dụ như phương pháp Phần
tử hữu hạn, phương pháp sai phân hữu hạn.
Phương pháp phần tử hữu hạn là phương
pháp phổ biến nhất được áp dụng để giải bài
toán trường điện từ trong máy điện.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Xây dựng mô hình toán học cho bài toán
từ trường của đối tượng nghiên cứu dựa vào
hệ phương trình Maxwell tổng quát.
B
rotE t

(Maxwell - Faraday)
D
rotH j t

(Maxwell - Ampere)
divD
(Maxwell-Gauss)
divB 0
div j t

DE
jE
(Định luật Ohm)
p dụng phương pháp số phần tử hữu hạn,
để giải các hệ phương trình vi tích phân tìm
ra kết quả.
p dụng phương pháp phần tử hữu hạn
tính toán cho bài toán điện tĩnh trong miền
không gian 1D. Sử dụng phương pháp
Galerkin và phương pháp Ritz để xác định
điện áp tại các nút.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN : 978-604-82-1710-5
161
Sau khi áp dụng phương pháp và sử dụng
kĩ thuật chia miền ta có kết quả ma trận sau
Ta dễ dàng tính được kết quả.
V1 = 0(V); V4 = 100(V),V2 = 400/9(V);
V3 = 700/9(V) = 77,77(V).
Sử dụng phần mềm GetDP kiểm tra lại cho
kết quả tương tự
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn
tính toán ảnh hưởng trường điện từ, cụ thể là
tìm ra sự phân bố điện áp tại các biên bằng
phương pháp phần tử hữu hạn sau đó so
sánh kết quả đạt được với các phần mềm
chuyên dụng.
Từ kết quả thu được ta có thể dễ dàng tính
toán được ảnh hưởng của quá trình biến đổi
trường điện từ trong máy điện nói chung
cũng như trong máy biến áp nói riêng. Tính
toán được tổn thất trong các thiết bị điện,
nhằm tiến tới tối ưu hóa thiết bị về mặt chế
tạo cũng như vận hành.
4. KẾT LUẬN
Bài báo cho thấy phương pháp Phần tử
hữu hạn là phương pháp số được sử dụng
rộng rãi và có tính chính xác cao, áp dụng
được cho các miền phức tạp và các miền
không gian như 1D, 2D, 3D.
Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn
giúp chúng ta biết được sự phân bố trường
điện từ trong máy biến áp qua đó tính toán
được tổn thất và nâng cao hiệu suất của máy
biến áp.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] P.Dular, R.V. Sabariego, M. V. Ferreira da
Luz, P. Kuo-Peng and L. Krähenbühl,
“Perturbation Finite Element Method for
Magnetic Model Refinement of Air Gaps
and Leakage Fluxes," IEEE Trans. Magn.,
vol.45, no. 3, pp. 1400-1403, 2009.
[2] P. Dular, R. V. Sabariego, M. V. Ferreira da
Luz, P. Kuo-Peng and L. Krähenbühl,
“Evaluation of eddy current losses in the
cover plates of distribution transformers,"
IEE Proc.-Sci. Meas. Technol., Vol. 151,
No. 5, September 2004.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN : 978-604-82-1710-5
162