检索结果-南通市图书馆

大功率高频变压器漏电感参数计算及绕组力学特性分析

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

大功率高频变压器漏电感参数计算及绕组力学特性分析

作者：陈健三峡大学

学位级别：硕士

随着燃料电池、光伏电池、电化学储能等大规模兆瓦级直流源的并网,促进了双向柔性直流配电网的建立与发展。基于磁耦合的大容量高频DC/DC变换器具有功率传输、电压变换、电气隔离以及无功功率补偿等作用,是直流电网中的核心设备。然而... 详细信息

随着燃料电池、光伏电池、电化学储能等大规模兆瓦级直流源的并网,促进了双向柔性直流配电网的建立与发展。基于磁耦合的大容量高频DC/DC变换器具有功率传输、电压变换、电气隔离以及无功功率补偿等作用,是直流电网中的核心设备。然而随着大功率高频变压器容量和频率的增大,其漏电感参数精确计算以及绕组形变等问题亟需解决。因此,能够快速、精确地获得大功率高频变压器的漏电感参数以及能够实时、准确地在线监测绕组形变状态,对基于磁耦合的大功率高频DC/DC变换器的设计和商业应用具有重要意义。首先,本文计及绕组端部效应对高频变压器漏电感参数的影响,结合解析计算和数值计算方法,提出了一种考虑端部效应的漏电感参数半经验计算方法;其次,采用电路-电磁场-机械场直接耦合有限元方法探讨了电磁暂态下高频变压器绕组受力变形问题;最后根据上述问题的研究,为深入了解绕组形变对高频变压器漏感参数的影响关系,提出了一种基于响应面模型、Sobol’灵敏度分析方法以及蒙特卡洛抽样方法的全局灵敏度分析方法,为高频变压器结构设计以及绕组形变检测提供指导和依据。具体研究内容如下:(1)针对端部效应下高频变压器的漏电感参数准确计算问题。首先,通过二维有限元仿真验证现有解析计算方法的局限性,并分析了高频变压器漏磁场能量对各个几何结构参数的灵敏度,确定了漏电感参数的决定性影响因子。然后,结合解析计算与数值计算方法,通过线性拟合回归方法得到了高频变压器漏电感参数的半经验计算模型。其次,通过引入填充率将半经验模型推广到非连续导体的绕组。最后,分析了高频变压器绕组的漏磁场强度和电流密度在各种绕组布置方式下的分布规律,并验证了在不同绕组布置方式半经验模型的适用性。(2)针对电磁暂态下高频变压器绕组受力变形问题。采用电路-电磁场直接耦合计算方法,在短路条件下,计算纳米晶铁心高频变压器的短路漏电抗。通过仿真值与实验测量值之间的对比,验证了上述模型的准确性。基于上述已建立的电路-磁场直接耦合模型,考虑16种可能出现在DAB(Dual-Active-Bridge,DAB)变换电路中的故障类型,并分析了暂态过程中DAB变换器的运行状态。最后,分析并对比了移相控制下和故障状态下的绕组磁密、绕组电磁力、总形变量以及应力的分布,为大功率高频变压器的结构设计和故障分析提供依据。(3)针对高频变压器漏感参数对绕组形变的全局灵敏度分析问题,本文以一台额定容量为200k VA,额定工作频率为10k Hz的高频变压器为研究对象,首先通过响应面法、中心复合试验设计以及有限元仿真构建了漏感参数的二阶和三阶响应面模型,并证明三阶响应面模型比二阶响应面模型的计算精度高。其次,基于Sobol’灵敏度分析方法和蒙特卡罗抽样方法,对高频变压漏感参数进行灵敏度分析,揭示出不同绕组形变种类对漏感参数的影响关系,为高频变压器的结构设计以及绕组形变检测提供了指导。

关键词：大功率高频变压器漏感参数半经验模型电磁力绕组形变全局灵敏度

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

大功率高频变压器绕组损耗计算与优化分析

磁性元件与电源 2020年第2期 155-160页

作者：任玉强陈为福州大学电气工程与自动化学院福州350108

随着电力电子技术的快速发展,大功率高频变压器的应用越来越广泛,并有逐步取代传统工频变压器的趋势。在变压器设计时,不同绕组结构变压器磁芯窗口的磁场强度分布不一样,造成变压器的绕组损耗和漏感不一样。在高频下,集肤效应和邻近效... 详细信息

随着电力电子技术的快速发展,大功率高频变压器的应用越来越广泛,并有逐步取代传统工频变压器的趋势。在变压器设计时,不同绕组结构变压器磁芯窗口的磁场强度分布不一样,造成变压器的绕组损耗和漏感不一样。在高频下,集肤效应和邻近效应会对绕组损耗产生影响。本文针对一个工程应用面的60kW大功率高频变压器,详细的分析了不同绕组结构其磁芯窗口中磁场强度的分布规律以及对绕组损耗和漏感的影响,同时给出了绕组损耗和漏感的计算过程。最后利用maxwell软件仿真验证了理论分析和计算的正确性。

关键词：大功率高频变压器绕组结构绕组损耗优化设计

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

能量路由器中大功率高频变压器建模与设计

能量路由器中大功率高频变压器建模与设计

作者：张珂东南大学

学位级别：硕士

大功率高频变压器在电能变换领域有着广泛应用背景,作为能量路由器的关键部件,大功率高频变压器承担着电气隔离与电压变换等功能,其性能对能量路由器整机功率传输特性起着重要影响。装置高频化在提升功率密度的同时,也带来了损耗、绝缘... 详细信息

大功率高频变压器在电能变换领域有着广泛应用背景,作为能量路由器的关键部件,大功率高频变压器承担着电气隔离与电压变换等功能,其性能对能量路由器整机功率传输特性起着重要影响。装置高频化在提升功率密度的同时,也带来了损耗、绝缘、温升等方面的问题,增加了设计难度。本文对大功率高频变压器的损耗特性、漏感模型、样机设计三个方面开展了实证研究。首先,绕组损耗影响高频变压器的效率与温升,针对大功率高频变压器常用绕组形式,论文分析了铜箔与利兹线在高频下的绕组损耗解析计算方法,并通过有限元仿真对利兹线绕组损耗多个解析公式的精度进行了验证,得到Tourkhani公式误差最小的结论;同时,推导得到了一定频率下,为使绕组损耗最小,铜箔与利兹线各自的最优厚度或直径。在任意波形激励磁芯损耗计算方面,论文介绍了基于时域统一模型的瞬态有限元仿真以及以Steinmetz公式为基础的多种半经验修正算法,并在方波激励下进行实验验证,发现IGSE算法精度已经足够,可作为大功率高频变压器设计参考。其次,高频变压器的漏感影响变换器功率传输与软开关特性,论文建立了高频下利兹线的漏磁能量模型,并提出了一种用于精确计算利兹线绕组高频变压器漏感的解析公式,该公式考虑利兹线内漏磁能量的频变效应,并计及了填充系数的影响;使用Sobol等全局敏感性算法,评估了变压器各结构参数对漏感的影响,发现改变原副边绕组绝缘距离是调整变压器漏感的主要有效手段之一;绕制了两台变压器样机进行测试,验证表明所提利兹线绕组变压器漏感模型在宽频域内均保持了较高精度。最后,研制了一台纳米晶磁芯10k Hz/200k VA干式大功率高频变压器样机。综合考虑了温升-磁密约束、漏感-绝缘约束、最优绕组选择、散热优化等因素,对其设计方案进行了详细介绍,并进行了部分实验。通过间接测试法得到的样机效率为99.87%,功率密度为1.54k W/kg（8.7k W/L）,漏感为8.7μH,最热点温升仿真值为69K,该样机综合指标接近国际先进水平。

关键词：大功率高频变压器能量路由器漏感模型损耗特性样机研制

LLC谐振变换器大功率高频变压器分析与设计

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

磁性材料及器件 2019年第6期50卷 36-40页

作者：任玉强陈为福州大学电气工程与自动化学院

随着电力电子技术的快速发展,大功率电力电子高频变压器得到广泛关注。对于LLC谐振变换器,变压器的设计对于提高其变换效率和功率密度至关重要。针对一个应用在LLC谐振变换器中的60 kW大功率高频变压器,从磁芯损耗和绕组损耗计算出发,... 详细信息

随着电力电子技术的快速发展,大功率电力电子高频变压器得到广泛关注。对于LLC谐振变换器,变压器的设计对于提高其变换效率和功率密度至关重要。针对一个应用在LLC谐振变换器中的60 kW大功率高频变压器,从磁芯损耗和绕组损耗计算出发,用修正的斯坦麦斯公式计算磁芯损耗,将正弦激励下的绕组损耗模型等效为一维涡流模型,力求总损耗最小。详细给出了其设计关键考虑点、设计思路、分析依据和优化方案。最后通过仿真验证了设计的正确性。

关键词： LLC谐振变换器大功率高频变压器损耗优化设计

维普期刊数据库

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

高频变压器磁场和温度场的瞬态特性分析

高电压技术 2019年第4期45卷 1191-1200页

作者：刘洁苇吕运强李琳陈彬新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 国家电网有限公司北京100031

精确预估非正弦波激励下高频变压器绕组与铁芯损耗、研究正常模态下变压器温升特性,对于大功率高频变压器的结构优化和散热设计至关重要。首先,结合正常模态下高频变压器的非正弦激励波形,利用Infolytica MagNet电磁场分析软件对高频变... 详细信息

精确预估非正弦波激励下高频变压器绕组与铁芯损耗、研究正常模态下变压器温升特性,对于大功率高频变压器的结构优化和散热设计至关重要。首先,结合正常模态下高频变压器的非正弦激励波形,利用Infolytica MagNet电磁场分析软件对高频变压器开展瞬态磁场仿真计算。然后,利用铁芯的磁化和高频损耗特性测量结果,计算出高频变压器铁芯和绕组高频损耗。最后,将损耗作为载荷加载至ThermNet计算变压器的三维温度分布。设计和制作了两台5k Hz、10kW纳米晶合金铁芯壳式和芯式高频变压器试验模型,利用上述方法针对两台变压器的磁场、损耗、温度场进行仿真计算。结果表明:损耗仿真结果与空载、短路实验的测量结果之间的偏差低于15%;壳式和芯式高频变压器在自然散热方式下的稳态最大温度分别为104℃和108℃,壳式拓扑结构的散热特性优于芯式结构;最后提出了大功率高频变压器的散热设计方法,该方法对于大功率高频变压器的优化设计具有一定的指导意义。

关键词：大功率高频变压器铁芯损耗绕组损耗多物理场磁场温升特性

维普期刊数据库

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于同步整流技术的大功率电化学电源设计

电工电能新技术 2017年第4期36卷 45-50页

作者：温先佳杜贵平李治泳华南理工大学电力学院广东广州510640

介绍了一种基于同步整流技术的大功率电化学电源总体设计方案。在分析其工作模态的基础上给出了电源主电路的工作电压电流关系;设计了一种大功率水冷高频变压器,给出了详细的计算过程;为解决传统同步整流的自驱动方式由体二极管进行续... 详细信息

介绍了一种基于同步整流技术的大功率电化学电源总体设计方案。在分析其工作模态的基础上给出了电源主电路的工作电压电流关系;设计了一种大功率水冷高频变压器,给出了详细的计算过程;为解决传统同步整流的自驱动方式由体二极管进行续流会降低整流效率的缺点,设计了在占空比丢失时保持MOSFET导通整流的大功率的改进型同步驱动电路。最后制作了一台8V/1500A的电化学电源样机,实验结果表明,驱动电路能够提供稳定的驱动信号,该电源满载效率达93.2%,性能均达到电化学电源的要求。

关键词：同步整流电化学电源大功率高频变压器驱动电路

维普期刊数据库