Transformers emit a characteristic humming noise due to magnetostriction which is the continuous change in dimensions during magnetization. The noise is amplified if the induced frequencies match the core’s natural frequencies, consequently avoiding geometries that create resonance is critical in order to fulfill customer sound level requirements. In this thesis, a high voltage direct current transformer core with two main limbs and two return limbs is studied. Using finite element analysis (FEA), the core can be modeled and analyzed in a computer environment. The main contributors of noise are the first bending and longitudinal resonance modes. Data for how these modes change with geometric alterations is collected and stored through parametric studies. An analytical expression is then constructed through Rayleigh’s energy method with added coefficients that can be correlated to FEA datasets achieving a verified model via data-fitting. A satisfactory model is created for both resonance modes. / Transformatorer avger ett karaktäristiskt surrande ljud. Ljudet uppkommer på grund av magnetostriktion vilket är förändringar i geometri som uppkommer då kärnan kontinuerligt magnetiseras. Ljudet förstärks om induktionsfrekvenserna matchar kärnans naturliga frekvenser, så att undvika kärngeometrier som skapar resonans är viktigt för att klara ljudnivåkrav som kunden har. I denna studie betraktas resonansfenomenet i en högspänningstransformator för likström (HVDC) med två lindade ben och två sidoben. Med avstamp i en finita elementanalys (FEA) kan kärnan modelleras och analyseras i en datormiljö. Data för hur resonansmoderna som bidrar mest till ljud förändras med förändringar av geometriska parametrar samlas genom parametriska studier. I detta fall analyseras de första böj- och longitudinella resonansmoderna. Ett analytiskt uttryck skapas sedan med hjälp av Rayleigh’s energimetod där coefficienter anpassas efter FEA-datan. Detta leder slutligen till en verifierad modell som fungerar väl för uppskattning av de båda relevanta resonansmoderna.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-314182 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Thorstrand, Axel |
| Publisher | KTH, Lättkonstruktioner, marina system, flyg- och rymdteknik, rörelsemekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2021:339 |
Page generated in 0.0027 seconds