Modelización mediante el método de los elementos finitos de transformadores trifásicos de potencia

Resumen

En la Tesis se presenta un programa informático, basado en el Metodo de los Elementos Finits (MEF), de transformadores trifásicos industriales, que modeliza el comportamiento de estas máquinas, tanto en régimen permanente como transitorio, para diferentes tipos de cargas, equilibradas o no, y de alimentación, tensiones senoidales o no, Además, este modelo permite estudiar problemas en los que existan materiales de comportamiento magnético anisótropo. El modelo tiene en cuenta el acoplamiento de las ecuaciones del MEF y las de los circuitos eléctricos, con cualquier tipo de conexión, en el que la única incógnita es el potencial vector mágnetico. Se han programado todas las etapas necesarias en cualquier análisis de Elementos Finitos, tales como la etapa de preprocesado, la etapa de solución y la etapa de postprocesado. Entre el abanico de herramientas utilizadas, están las de tipo matemático, empleadas para definir estructuras óptimas para el almacenamiento de matrices de gran dimensión(matrices vacias) y la resolución de los sistemas de ecuaciones no lineales a los que pertenecen. Se han resulto, también, problemas con dependencia temporal así como la parte de mallado y de programación gráfica, de evidente complejidad. Se ha realizado una laboriosa tarea de contrastación de resultados en el laboratorio, para un transformador con chapas de comportamiento magnético isótropo, analizándose conexiones monofásicas, trifásicas en estrella y trifásica en triangulo, estando el transformador en vacio, carga(cargas equilibradas y desequilibradas) y cortocircuito. En todos los casos, se han conseguido por simulación unos excelentes resultados al contrastarse estos con los obtenidos en el laboratorio, validándose de esta forma tanto el modelo matemático presentado, como el programa informático desarrollado.