Modelado y metodología analítica de diseño de transformadores de potencia y alta frecuencia: análisis de los devanados, optimización de eficiencia y densidad de potencia e integración en el diseño de convertidores electrónicos
Esta tesis se centra en el estudio y análisis del diseño de transformadores de potencia y alta frecuencia. Los principales temas tratados en esta tesis se resumen a continuación: - Realización del estado del arte y síntesis del modelado de transformadores de potencia y alta frecuencia, haciendo espe...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2015 |
| País: | España |
| Recursos: | Universidad Pública de Navarra |
| Repositorio: | Academica-e. Repositorio Institucional de la Universidad Pública de Navarra |
| OAI Identifier: | oai:academica-e.unavarra.es:2454/16084 |
| Acesso em linha: | https://hdl.handle.net/2454/16084 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Transformadores de potencia y alta frecuencia Material magnético Devanados Convertidores electrónicos Alta frecuencia Densidad de potencia |
| Resumo: | Esta tesis se centra en el estudio y análisis del diseño de transformadores de potencia y alta frecuencia. Los principales temas tratados en esta tesis se resumen a continuación: - Realización del estado del arte y síntesis del modelado de transformadores de potencia y alta frecuencia, haciendo especial hincapié en el estudio de los materiales magnéticos, los fenómenos de alta frecuencia en los devanados, el cálculo de pérdidas en el núcleo y en el cobre y las técnicas que permiten su atenuación. - Tratamiento específico de formas de onda no senoidales de tensión y corriente. - Realización del estado del arte de los métodos de diseño existentes. Evaluación de la bondad de las reglas de oro, rules of thumb, en el diseño de transformadores. - Análisis teórico del problema de diseño y definición del concepto de diseño óptimo en términos de densidad de potencia y eficiencia para un rango de frecuencias de 1 a 150 kHz y de potencias de 500 W a 25 kW. - Desarrollo de una metodología analítica de diseño que conduce al diseño óptimo en términos de selección del material magnético, proporciones y tamaño del núcleo magnético, disposición de los devanados (reparto de ventana e intercalado), tipo de cable y su dimensionado, y nivel de inducción magnética. - Ejemplos de diseño: inversor fotovoltaico y convertidor forward. Realización de diseños prácticos y verificación experimental. Tratamiento de la problemática de la medida de pérdidas en estas aplicaciones. - Estudio de las tendencias presentes en la densidad de potencia y la eficiencia de los diseños óptimos en función de la potencia y la frecuencia de la aplicación. - Proposición de diversas fórmulas para posibilitar la integración del diseño de transformadores en el proceso de diseño y dimensionado de los convertidores electrónicos de potencia. |
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