高频变压器绕组损耗解析计算分析

作     者：张珂 曹小鹏 乔光尧 陈武 ZHANG Ke;CAO Xiaopeng;QIAO Guangyao;CHEN Wu

作者机构：东南大学电气学院江苏省南京市210000 国网成都供电公司四川省成都市610000 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司)北京市昌平区102209 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2019年第39卷第18期

页      面：5536-5546,5602页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFB0903905) 

主　　题：高频变压器 绕组损耗计算 交流电阻 固态变压器 最优绕组厚度 

摘      要：高频变压器的绕组损耗是固态变压器整机功率密度与效率的一大决定因素。然而,不同绕组结构下绕组损耗的计算存在多种解析公式,精度随绕组空间结构变化,且部分解析公式存在漏写或错误;绕组导体的厚度最优选择也是一个关键问题。为了解决上述问题,分别讨论铜箔绕组、绝缘实心圆导线绕组和利兹线绕组3种导体绕组损耗的解析计算方法,并据此揭示绕组损耗与变压器工作频率、结构参数的关系,同时推导特定工作频率下的最优导体厚度。对适用于利兹线绕组的Bartoli公式与Tourkhani公式源文献中的错误进行修正,并根据实际工作条件简化Tourkhani公式。对于实心圆导线绕组,绕制2个样例变压器绕组,使用网络分析仪测量其交流电阻,分析不同绕组解析算法的计算误差。实验测量结果显示,改进Ferreira算法具有最小的计算误差,为高频变压器绕组的选型与效率优化提供参考。