新型非接触变压器的磁路模型及其优化

在非接触电能传输系统中,变压器的耦合系数直接关系到系统的变换效率。为提高非接触变压器的耦合系数,同时减小其体积、质量,给出改进的变压器磁芯结构及绕组排列方法,并结合电磁场仿真结果,提出新型非接触变压器的磁路模型。根据耦合程度不同,将总磁通分为无耦合、部分耦合和全耦合3部分。基于变压器磁路模型和该磁通分类方法,给出各部分磁阻和变压器耦合系数的量化计算方法,并进一步给出变压器优化设计方法,提出边沿扩展平面U型磁芯结构。采用优化后的变压器结构,设计了35～60V输入、60W输出的非接触变换器。变压器耦合系数的计算结果和测试结果一致,证明了所提磁路模型及耦合系数计算方法的正确性。与采用PlanarE64磁芯相比,在10mm气隙条件下,变压器耦合系数可从0.53提高到0.6,磁芯质量从122g减小到60g,最高变换效率提高了约2.5%。     

电力变压器零序电抗计算及仿真

论述了变压器零序电抗与变压器磁路、联接组别、变压器结构等的关系,并给出了不同结构变压器零序电抗的计算方法。     

新型非接触变压器的磁路模型及其优化

非接触电能传输系统中,变压器的耦合系数直接关系到系统的变换效率,而传统的提高变压器的耦合系数的方法多以牺牲其体积重量为代价。为了提高非接触变压器的耦合系数,同时减小其体积、重量,本文给出改进的变压器磁芯结构及绕组排列方法,并结合电磁场仿真结果,提出新型非接触变压器的磁路模型。根据耦合程度的不同,将总磁通分为三部分：无耦合,部分耦合和全耦合。基于变压器磁路模型和该磁通的分类方法,给出了各部分磁阻和变压器耦合系数的量化计算方法。并进一步给出变压器优化设计方法,提出了边沿扩展平面U型磁芯结构。采用优化后的变压器结构,完成了35-60V输入,60W输出的非接触变换器。变压器耦合系数计算结果和测试结果的一致性证明了所提磁路模型及耦合系数计算方法的正确性。与采用PlanarE64磁芯相比,在10mm气隙条件下,变压器耦合系数可从0.53提高到0.6,磁芯重量从122g减小到60g,最高变换效率提高了约2.5%。     

基于多信息的变压器故障免疫诊断方法

根据免疫系统中抗体对抗原的识别机制提出一种基于免疫方法的变压器故障诊断模型。给出了功能模型结构,详细分析了模型的识别及学习方法。该方法可以快速准确地多分辨识别变压器故障,对新故障具有较强的学习能力,有效提高了诊断效率,解决了诊断中学习能力不足的问题。实验证明该模型诊断性能良好,在变压器在线监测中有良好的应用前景。     

一种结构优化的混合绕制松耦合变压器

在无线电能传输(WPT)系统中,松耦合变压器的耦合系数直接影响能量的传输效率,为提高变压器耦合系数,对一种绕组混合绕制的非接触变压器进行2D磁场仿真,基于磁场仿真结果,给出该混合绕制松耦合变压器的磁路模型.根据磁力线分布,对初、次级磁通进行区域划分,给出各区域磁阻及耦合系数的量化计算方法.以磁阻及耦合系数表达式作为结构优化依据,提出优化结构.采用优化后的结构,设计了 30 V输入、90 W输出的WPT系统,结果表明优化后的绕组混合绕制变压器结构的耦合系数得到增加且传输性能得到有效提升.     

基于直流隔离单元的单相统一电能质量控制器

本文提出了一种新型的单相统一电能质量调节器拓扑结构,该结构采用直流单元多组电容并联的方法来进行系统和装置间的隔离以取代传统的变压器隔离的方法。文中分析了这种结构的直流储能单元功率传递的原理,给出了参数设计的基本方法。给出了该装置并联单元、串联单元及直流单元的控制方法。文末给出了该拓扑的统一电能质量调节器的仿真及实验结果,证明了该拓扑的实用性和控制方法的有效性。     

变压器防尘网格栅设计

针对防尘网格栅宽度设计不合理影响变压器散热的问题,文中提出了一种变压器防尘网格栅宽度设计方法,该方法在保证变压器散热效果的基础上,从风速衰减率和防尘网重量2个目标出发,建立优化模型,进而求解得到防尘网最优格栅宽度。在充分研究防尘网格栅结构的基础上,详细给出了防尘网最优格栅宽度设计步骤,并以1000 kV特高压变压器为例,计算得到了最优格栅宽度。最后经第三方风阻率测试和现场试验,结果表明该方法设计的防尘网在保证变压器散热效果的基础上,有效降低了防尘网重量,安装便捷、经济实用,从而验证了该方法的有效性与可行性。     

核电站高压厂用变压器油色谱数据异常的分析与处理

针对核电站高压厂用变压器油色谱数据异常情况,通过对变压器吊罩检查,结合变压器设计结构,指出夹件及其垫脚接地系统不良是造成该变压器油色谱数据异常的主要原因,并给出了具体的改造方案.     

在役电力变压器经济寿命评估

从变压器经济运行的角度,提出变压器经济寿命的概念,并给出在役变压器经济寿命的评估方法.该方法综合考虑了影响在役变压器运行经济性能的多种因素,并通过优化后的综合经济效益指标,对变压器的经济寿命进行定量评估.评估过程可以灵活选择不同参照变压器和不同时间点进行横向动态比较,评估结果可以清晰地给出在役变压器在不同时间点更换为参照变压器时的净效益值、更换净效益值最大时的最佳经济寿命、更换净效益值超过设定的期望值所对应的经济寿命区间等信息.算例结果表明,该方法正确有效.     

频响分析法变压器绕组变形测试在浙江电网的应用

给出了变压器短路电流峰值的计算方法,分析了短路电动力对变压器线圈结构变化趋势的影响,结合典型实例,介绍了频响分析法变压器绕组变形测试在浙江电网的实际应用情况。     

LLC谐振变流器中平面变压器铜损优化设计

本文对平面变压器应用于LLC谐振变流器中时的铜损进行了分析。与普通的变压器不同,LLC中的变压器同时实现了一个变压器和一个电感的功能。这使得变压器一、二次电流并不是同相位的,并导致一些额外的铜损。本文对绕组结构和气隙的影响分别进行了分析,在损耗分析的基础上讨论提出了一些LLC谐振变流器中平面变压器的优化方法。在分析过程中,利用有限元分析(FEA)仿真工具为理论分析提供帮助。并制作了一台300～400V输入,12V/33A输出的样机来检验理论分析和仿真结果。     

开关变换器中阵列式平面集成磁件的磁集成研究

阵列式磁芯结构使矩阵变压器具有多个磁路,本文以矩阵变压器的多磁路为基础,从磁路和电路的结合出发,提出在矩阵变压器上通过电路的有效组合并利用解耦集成方法集成电感,形成阵列式解耦集成磁件基本单元,并从整体磁路的角度分析了其解耦集成原理,给出其基本单元等效电路并进行了仿真。通过将该解耦集成磁件平面化,形成了阵列式平面集成磁件。将阵列式平面集成磁件应用到带变压器隔离的Cuk变换电路的实验研究表明,阵列式平面集成磁件的平面化和阵列式结构使其达到了轻、小、薄的目的,并降低了损耗,并证明本文提出的阵列式平面集成磁件具有良好的性能。     

平面变压器任意并联PCB线圈损耗建模及设计软件开发

平面变压器并联PCB线圈的载流能力须通过建立线圈损耗模型及开发的相应软件,才能得到有效提高。基于涡流场场控方程与回路电压平衡原理,建立了任意并联长形和环形PCB线圈涡流损耗解析模型。根据线性系统叠加原理,进一步提出适用于任意连接方式的线圈损耗模型显式化处理方法及系统化编程算法,开发出具有友好人机界面的线圈损耗设计与分析软件。实验验证了损耗模型和算法是正确的。而系统化和实验相结合的方法验证开发的软件也是正确的,为设计高性能的并联PCB提供了强有力工具。     

开关电源高频平面变压器并联PCB线圈交流损耗建模及分析

并联PCB线圈可很好克服厚导体交流损耗大的不足,提高高频平面变压器的载流能力,但由于并联PCB线圈并联层间特有的环流效应,线圈设计变得十分复杂。通过建立并联PCB线圈交流损耗模型,对并联层间环流的产生机理及影响因素进行了深入分析。结果表明,电流频率、原副边线圈交叉换位与组内线圈交错、PCB厚度以及绝缘层厚度等对环流/线圈交流损耗均有很大影响。分析结果和系统化实现的模型为设计提供了方法和指导。实验验证了损耗模型的正确性。     

基于PCB平面型Rogowski线圈的电流互感器误差分析及积分器设计

为了进一步提高印刷电路板(PCB)平面型Rogowski线圈电流互感器的测量精度,根据PCB线圈的特点建立了线圈的等值电路;推导出线圈二次感应电压和一次被测电流的关系式.从频率和温度两方面分析了线圈的误差特性,指出线圈信号取样电阻(积分器输入电阻)阻值选择是影响线圈频率与温度特性的重要因素,适当增大取样电阻阻值可改善线...     

48V输入电压调节模块的现状及未来

分析了48V输入电压调节模块(VRM)设计的难点，系统地介绍在主电路拓扑选择、同步整流器选择、输出滤波器的设计中应遵循的原则。同时简要讨论了VRM设计时在电路布局、控制环设计及变压器设计时应注意的问题。     

反激式开关电源及线路板设计

文中分析了反激式开关电源的工作原理和设计步骤;并采用TinySwitch-Ⅲ系列电源芯片设计一款反激式开关电源;同时介绍高频变压器的绕制及电气性能测试;最后对反激式开关电源PCB布局要点进行介绍。     

电子变压器的技术发展趋势

为适应电子设备的小型化,电子变压器的一个主要发展方向,是从立体结构向平面结构、片式结构、薄膜结构发展,从而形成一代又一代的新型电子变压器:平面变压器、片式变压器、薄膜变压器。文章综述了R型变压器、印刷电路(PCB)型平面变压器、压电变压器、薄膜PCB平面变压器的原理、结构、性能和应用。     

一种变压器冷却器防絮罩及其网孔尺寸设计方法

提出了一种变压器防絮罩网孔尺寸设计方法,该方法主要是从保证变压器散热效果、提高防絮效果和减少安装难度这3个目标出发,建立了多目标优化模型,进而求解得到了防絮罩的最优网孔尺寸。设计了一种变压器防絮罩,其采用“目”字形框架结构、合页正反拼接方式和电动升降方式,具有结构简单、便于安装的优点。详细给出了防絮罩网孔尺寸设计方法的步骤,并将该方法设计的防絮罩应用到国网江苏省电力有限公司特高压盱眙站2号主变上。最后从散热效果和防絮效果两个方面进行了验证,结果表明,该方法设计的防絮罩对变压器的散热效果影响较小且防絮效果好,从而验证了该方法的有效性与可行性。     

论平面变压器在开关电源中的技术优势

高功率密度是当今开关电源发展的主要趋势,要做到这一点,一个重要的技术就是提高电源中磁元件的功率密度。平面变压器因为特殊的平面结构和绕组的紧密耦合,使得高频寄生参数得到了很大的降低,极大地改进了开关电源的工作表现,因此在近些年得到了广泛的应用。本文研究了几种不同的平面结构和绕组制作的方式,并且谈到了设计平面变压器的一个标准方法,这将使得设计过程变得更加简单,而且可以大大降低设计成本。最后实际比较了平面变压器和传统变压器的一些参数,并给出了设计方针。