Akademik Veri Yönetim Sistemi
INTERNATIONAL CAPPADOCIA SCIENTIFIC RESEARCH CONGRESS, Nevşehir, Türkiye, 15 Aralık 2021 - 17 Ocak 2022, ss.18-19
Elektrik-Elektronik
ve Bioteknoloji mühendisliklerinin hızlı gelişimi bu alanlarda kullanılan
birçok teknolojilerde ucuz ve daha etkin özelliklere, yüksek verime sahip olan yeni
malzemelerin kullanılmasına gereksinim oluşturmuştur. Özellikle geniş uygulama
alanına sahip olan transformatörlerde kullanılan elektrik ve manyetik
malzemelerin pahalık, taşınabilirlik ve montaj bakımından birçok dezavantajlara
sahip olması ciddi sorunlar meydana çıkarmaktadır.
Bu bildiride
zayıf ve orta güç transformatörlerde kullanılan manyetik çekirdek malzemelerin
bu malzemelerin manyetik özelliklerine benzer ve yeni bir malzeme olan
ferromanyetik sıvıların kullanılması öngörülmektedir. Gerçekte manyetik olmayan
çekirdek boruları dış manyetik alanın etkisiyle kolaylıkla mıknatıslanabilen manyetik
sıvılarla doldurulur. Yüksek manyetik geçirgenliği olan bu malzemeler transformatörün
sargıları arasında iyi bir manyetik endüksiyonun oluşmasına imkân
sağlamaktadır. Bu manyetik endüksiyon sekonder sargısında gerilimin indüklenmesini
sağlamaktadır. Bu tür transformatörlerin çıkış karakteristiklerini incelemek
için yapılan prototip transformatörde parafin bazında yapılmış Yap M50
(Japonya) manyetik sıvısı kullanılmıştır. Primer sargısındaki gerilimin geniş
bir aralıkta (0…250 V) değişiminde transformatörün çıkış gerilimleri kontrol
edilmiştir. Manyetik sıvının mıknatıslanma özelliklerinin zayıf olması nedeni
ile yapılan deneylerde kullanılan prototip transformatörlerin verimi çok yüksek
olmamıştır. Kullanılan manyetik sıvının manyetik karışımının (magnetit Fe3O4)
konsantrasyonunun arttırılması ile (> %50) transformatörün çıkış
karakteristiklerinin iyileştiği gözlenmiştir. Saf manyetik çekirdek malzemelerinden
farklı olarak manyetik sıvıların akışkan olması nedeniyle transformatörün
boyunduruk ve bacak kısımlarında bulunan sıvı hacimleri kolaylıkla
değiştirilebilir. Geleneksel güç ve laboratuvar transformatörlerden yapısal
olarak da farklı olan bu yapılarda oluşturulmuş özel manyetik sıvı haznesinden piston
vasıtasıyla sıvı hacminin değişimi sağlanmıştır. Bu çözüm transformatörün çıkış
gerilimini kademeli değil sürekli olarak ayarlamaya imkân sağlamıştır. Tasarlanmış
trafo yapılarının çekirdeklerinin manyetik sıvıyla doldurulması işlemini transformatörün
kullanım yerlerinde yapılabildiğine göre transformatörün üretim fabrikasında
yapılan gövdesinin kütlesi minimum olmaktadır. Bu ise transformatörün hem
taşınma hem de montaj işlemlerini ve masraflarını etkin olarak
düşürebilmektedir. Ayrıca geleneksel transformatör çekirdeklerinde kullanılan silisyum
alaşımlı manyetik malzemelere göre çok ucuz bir maliyete sahip olan manyetik
sıvıların kullanılması transformatörün hem kütle hem de genel fiyat bakımından etkin
bir tasarruf sağlayacağı da bu yöntemin avantajlarından biridir. Manyetik sıvı
çekirdekli transformatörün deneysel incelemelerinin sonuçları sanayi üretimi
baz transformatörün deney sonuçları ile kıyaslanarak bu tür yapıların veriminin
arttırılması için önerilerde bulunulmuştur. Yapılan çalışma İnönü Üniversitesi
Bilimsel Araştırma Proje Birimi (BAP) tarafından 2015/72 nolu Proje ile
desteklenmiştir.