دانلود ترجمه مقاله مقایسه تلفات مواد مغناطیسی منتخب هسته در فرکانس های متوسط و زیاد

1. مقدمه 2. زمینه نظری 3. تنظیمات میز آزمایشگاهی برای اندازه گیری تلفات هسته 4. نتایج تجربی 5. ملاحظات برای انتخاب ماده هسته 6. نتیجه گیری و تحقیقات آتی

چکیده – وجود ادوات نیمه رسانای قدرت زیاد و میل برای توسعه سیستم های قدرت با نفوذ بیشتر تولید پراکنده، باعث بوجود آمدن تحقیقات قابل ملاحظه ای در مبدل های الکترونیک قدرت شده است. ماهیت غیرسینوسی شکل موج های جریان و ولتاژ که عموماً در مبدل های الکترون قدرت وجود دارد، ارزیابی دقیق تلفات مسی و هسته اجزایی مانند القاگرها و ترانسفورماتورهایی که در فرکانس های زیاد و متوسط کار می کنند را دشوار ساخته است. ارزیابی تلفات هسته برای سه ماده مغناطیسی نرم (بی ریخت، فریت، و نانوبلورین) تحت شکل موج های مختلف ولتاژ مستطیلی استفاده شده در ترانسفورماتورهای حالت جامد، سیکل های کاری و فرکانس های کلیدزنی، هدف اصلی این تحقیق است. تنظیمات آزمایشی متشکل از یک مبدل تمام پل سه سطح مبتنی بر Si IGBT 10 کیلوولت آمپری استفاده شده برای تولید شکل موج های ولتاژ مستطیلی تحریک کننده هسته ها می باشد. مقایسه براساس خواص اصلی مواد، ضابطه ای برای انتخاب ماده مناسب هسته هنگام طراحی ترانسفورماتورهای فرکانس متوسط و زیاد فراهم می سازد. مقدمه: ترانسفورماتور حالت جامد (SST)، که ترانسفورماتور الکترونیک قدرت (PET) نیز خوانده می شود به عنوان جایگزین ترانسفورماتور 50/60 هرتز استفاده شده در بسیاری از کاربردها، بخصوص در کاربردهایی که نیاز به کاهش حجم فیزیکی و وزن دارند، پیشنهاد شده است [1]، [2]. دو مولفه کلیدی SST عبارتند از نیمه رساناهای قدرت و ترانسفورماتورهای فرکانس بالا یا متوسط (HF or MF-XFMR) می باشند. در نتیجه کلیدزنی نیمه رسانای قدرت، ولتاژ اعمال شده بر دو سر سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ( و القاء شده در دو سر سیم پیچ ثانویه) شکل مستطیلی با دو یا سه سطح ولتاژ دارد [3]. مواد مغناطیسی نرم مانند بی ریخت، فریت و نانوکریستالین عموماً به عنوان مواد هسته ترانسفورماتور برای کاربردهای فرکانس بالا و متوسط مورد استفاده قرار می گیرند که این بخاطر مزیت هایی مانند تلفات کم هسته در مقایسه با مواد مغناطیسی سخت مانند فولاد سیلیکانی هستند، که این در فرکانس های کمتر از 1 کیلوهرتز در هر مقادیر نامی توان مطلوب است [4].

Availability of new high-power semiconductor devices and the desire for developing power systems with higher penetrations of distributed generation have sparked significant research in power electronic converters. The non-sinusoidal nature of the current and voltage waveforms commonly present in power electronic converters makes it difficult to accurately evaluate the copper and core losses of components such as inductors and transformers operating at high and medium frequencies. The evaluation of the core losses for three soft magnetic materials (amorphous, ferrite and nanocrystalline) under different rectangular-voltage waveforms used in solid-state transformers, duty cycles and switching frequencies is the main aim of this work. The test setup comprises a 10 kVA Si IGBT-based three-level full-bridge converter used to generate the rectangular voltage waveforms exciting the cores. The comparison based on the main material properties establishes criteria for proper core material selection when designing high-and medium-frequency transformers. INTRODUCTION: The solid-state transformer (SST), also called power electronic transformer (PET), is proposed as a replacement to the conventional 50/60 Hz transformer used in many applications, especially in those that demand volume and weight reduction [1], [2]. The two key SST components are the power semiconductors and the high- or medium-frequency transformers (HF- or MF-XFMR). As a result of the power semiconductor's switching, the voltage applied across the primary of the transformer (and induced across the secondary winding) has rectangular shape with either two or three voltage levels [3]. Soft magnetic materials such as amorphous, ferrite and nanocrystalline are generally used as the transformer's core material for high- and medium-frequency applications due to advantages like low core losses when compared with hard magnetic materials such as silicon steel, which is preferred at frequencies below 1 kHz at any power rating [4].