Avaliação do desempenho de transformadores supercondutores à frequência da rede e a alta frequência

Abstract

Os transformadores são dispositivos que desempenham um papel importante na mai-oria dos circuitos de corrente alternada e são fundamentais em sistemas de distribuição e transporte de energia. Na presente dissertação, vai ser estudado um transformador supercondutor que traba-lhará a duas frequências diferentes, nomeadamente, à frequência de rede (50 Hz) e a alta fre-quência (400 Hz). O principal objetivo da dissertação é o estudo e comparação, das perdas magnéticas no núcleo e as perdas AC nos enrolamentos supercondutores com o aumento da frequência. Para tal, inicialmente este estudo foi feito usando uma ferramenta de software para si-mular estas situações e de seguida, foi ensaiado em laboratório um transformador a duas fre-quências distintas de forma a ser possível retirar os valores para ser feita essa comparação e consequente análise. Durante este projeto, é apresentada a construção das bobinas supercondutoras usadas nos ensaios laboratoriais no transformador, os esquemas e montagens dos ensaios realizados e os seus resultados. Por fim, estes resultados são comparados e discutidos.

Transformers are devices that play an important role in most alternating current circuits and are fundamental in energy distribution and transport systems. In the present dissertation, a superconducting transformer that operates at two different frequencies will be studied, namely, the mains frequency (50 Hz) and the high frequency (400 Hz). The main objective of the dissertation is the study and comparison of the magnetic losses in the core and the AC losses in the superconducting windings with increasing frequency. To this end, initially this study was done using a software tool to simulate these situa-tions and then a transformer was tested in the laboratory at two different frequencies to be able to remove the values for this analysis and comparison. During this project, the construction of the superconducting coils used in laboratory tests on the transformer, the schemes and assemblies of the tests performed, and their results are presented. Finally, these results are compared and discussed.