Eddy akımı kayıplarının sonlu elemenlar metodu ile modellenmesi

Abstract

Günümüze kadar olan ve gelecekte de olacak teknolojik gelişmelerde hedef, yaşam standardını yükseltecek ve kolaylaştıracak değişik seçenekleri ortaya koymaktır. Bu seçenekler ile ilgili cihaz ve sistemlerin gelişiminde elektrik enerjisi üretimi, dağıtımı, denetimi ve işlenmesinin yanı sıra malzeme teknolojisindeki gelişmelerin ne denli bir öneme sahip olduğu yadsınamaz bir gerçektir. Buna ek olarak enerjinin daha verimli kullanımının sağlanması için kayıpların neler olduğu ve nasıl meydana geldiği günümüzde önemli bir araştırma konusu olmuş bu konu üzerinde değişik çalışmalarla kayıplar kategorize edilmiştir.Tez konusu olarak transformatör ve elektrik motorlarda kullanılan nüve ve bobinlerdeki Eddy akımı kayıplarının modellenmesi MATLAB programlamasına dayalı sonlu elemanlar tekniğini kullanan FEMLAB'de üretilmiştir. Bu çalışmada, Kuramsal Temeller, Materyal ve Yöntemler ana başlıkları altında verilen sonlu elemanlar metodu kullanılarak kayıplar görülmeye çalışılmış; Araştırma Bulguları ve Tartışma ana başlığı altında FEMLAB'de simüle edilen bir silindir içindeki bobinin meydana getirdiği Eddy akımı kaybı hesaplanmıştır. Tezin sonuç kısmında ise farklı madde bileşenlerinde nasıl bir manyetik akımın meydana geleceği ve bunun kaybı nasıl düşürebileceği ele alınarak çözüm sunulacaktır.Bu çalışmadaki amaç enerji kayıplarını minimize etmenin başarılabilmesi için kayıpların modellenmesini yapmak ve bunun tabii sonucu olarak da enerjideki verimi artırmak olarak düşünülebilir.Anahtar Kelimeler: Sonlu Elemanlar Yöntemi, Manyetik Alan, Histerisiz Kaybı, Eddy Akımı Kayıpları

The reality of the necessity that all the scientific disciplines should be in dynamism made the technological developments became fast. The target about developments from past to the future is to put forward diverse options to be able to increase the life standards and make it easy. As for the developments of appliances and systems related to these options, in addition to the production, distribution, control, and operation of electrical energy, the developments about the material technology are also highly important. Moreover, that the types of the energy loss and how they occur have become one of the important research fields, and on this subject, this loss has been categorized through different studies.As the subject of the thesis the energy loss investigation on the core used in transformers and electrical engines was chosen. With FEMLAB which use the modeling of Eddy currents losses based MATLAB program was produced. This study, Using Finite Elements Method which is given under main titles of Theoretical Fundamentals, Material and Methods, losses were investigated; under main titles of Research Inventions and Discussion, Eddy current loss created by the coil in cylinder that simulated by FEMLAB program was calculated. In Conclusion part of the Thesis, in different matter components how a magnetic flux occurs and how the losses were handled to present solution.The aim of this study is considered to make modeling of losses to achieve of minimizing of energy losses and natural result of these to improve efficiency of energy.Keywords: Finite Element Method, Magnetic Domain Vectors, Hysteresis Losses, Eddy Current Losses