汽车点火线圈的宽频电路模型及参数提取

点火线圈在实际点火过程中为一瞬态电压变压器,为了能预测其宽频特性,文中将点火线圈绕组等效为多段独立线饼,并以此建立基于集总参数的电路模型。通过有限元法与数据拟合方法,确定各线饼间的电容以及每一线饼内的绕组匝间等效电容;对于线圈电感,利用有限元法分析了频率对电感值的影响,得到低频段内与高频段内的电感值。最后,仿真计算了点火线圈的频域阻抗特性以及时域瞬态电压响应,并分别与测试结果做对比,验证电路模型与参数计算方法的正确性与可行性。     

高频绝缘心变压器宽频等效电路模型及其参数获取

通过对高频绝缘心变压器进行磁路特征分析,基于电磁对偶原理和端口网络理论,提出了一种适用于绝缘心变压器的宽频等效电路模型。该模型由磁路等效电感、线圈间等效漏感和电容参数以及理想变压器构成。电感参数表征绝缘心变压器的磁场效应,电容参数表征变压器内部的电场效应。该模型适用于高频、不同匝数、绕组数的绝缘心变压器,对于某些类型的变压器也具有一定的实用意义。提出了基于端口网络理论和基于有限元分析的参数获取方法。采用有限元分析方法获取了宽频模型的所有参数,并结合电路仿真软件进行对比验证,有限元分析与电路仿真结果的输出特性显示了较好的一致性,验证了模型的有效性。     

绕组交叉换位排布方式下高频变压器阻抗建模及谐振特性分析

高频变压器设计中通常采用初、次级绕组交叉换位排布方式来降低漏电感和交流电阻,但是绕组结构改变会同时影响变压器内部寄生电容参数大小和分布情况,进而造成宽频带谐振特性发生变化。为了明确不同交叉换位排布方式对寄生电容、频变漏电感以及谐振频率的影响规律,该文首先结合绕组的排布方式和绕制方法,建立4种典型绕组结构的分布等效电容表征模型,基于能量等效原理推导出相应绕组排布方式下六集总电容表征模型的电容解析计算式。然后,为了计及宽频区间内绕组漏电感参数的频变特性,基于电磁对偶原理建立含频变参数有损电感表征模型,并给出各项参数提取方法。在此基础上,构建不同绕组布置方式下高频变压器宽频带阻抗特性分析模型。将寄生电容、漏电感参数以及开短路阻抗特性和谐振频点计算结果与仿真和实验测量结果进行对比,验证了所提方法的有效性。     

光伏级联并网系统模块单元共模干扰建模及分析EI北大核心CSCD

为提高电能转换效率、降低器件的电压应力,大型光伏发电系统通常采用级联式拓扑、模块化设计。建立光伏级联系统模块单元的共模干扰模型是研究模块化光伏级联系统的电磁兼容特性,实施电磁兼容量化设计的基础。该文首先提出一种多绕组变压器结构电容的测试方法及等效共模耦合电容的计算方法,建立多绕组变压器高频共模耦合模型,对高频多绕组变压器各绕组之间的共模干扰耦合关系进行分析和评估;之后通过研究模块单元的共模干扰产生及耦合机理,建立一种新型LLC谐振变换器共模等效电路模型,并建立模块单元及系统的共模模型;最后,为解决大功率系统传导干扰测试困难的问题,采用退耦电容和高频磁环来隔离外部干扰,对功率缩比样机的共模电流进行测试。实验测试结果验证了所建模型的有效性。     

基于变压器双电容模型的光伏全桥LLC变换器共模干扰建模分析

LLC变换器可以在全负载范围内实现软开关,整体效率与功率密度更易得到提升,在以光伏发电形式为主的直流微网中得到广泛的应用。随着碳化硅等第三代半导体器件的渐渐普及,LLC变换器的工作频率越来越高,其高频变压器寄生电容对变换器共模干扰的影响愈发明显。现有针对变压器寄生电容的简化建模主要基于变压器内部绕组结构,使得集总电容模型的解析式较为复杂,不利于实际应用。对此,基于独立电压变量个数推导出一种适用于全桥LLC变换器共模干扰建模的变压器双电容模型,得到简洁易用的解析计算表达式,该模型可适配不同结构变压器,具有普适性。基于推导的双电容模型建立了全桥LLC变换器共模传导干扰模型,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提双电容模型和共模干扰模型的准确性。     

应用于平面EMI滤波器集成LC元件寄生电容的提取

为有效预估和分析平面EMI滤波器的高频特性,必须考虑平面电感的寄生电容对滤波器高频性能的影响.本文分别建立了应用于平面EMI滤波器集成LC元件的2D和3D有限元静电场模型来计算各匝间的寄生电容,由此得到PCB导线组成的多匝平面绕组的集总参数模型,进一步得到平面绕组的等效并联电容.讨论了介电常数对匝间电容的影响,并分析了...     

60kV高频高压变压器分布参数的研究

在高压直流开关电源中,高压高频变压器是升压、传递能量和安全隔离的关键部件,其性能好坏将直接影响原边和副边电路运行。高频高压变压器的分布参数主要是漏感和分布电容。首先分析高压高频变压器分布电容产生的机理及规律,提出了四次级高压高频变压器的等效模型。然后采用解析法根据高压高频变压器的几何参数对其分布电容进行推导,并对比两种不同绕组连接方式下高压高频变压器的动态电容。最后设计一台60 kV高压高频变压器,并对其分布电容进行测试,结果与理论相符合。     

非正弦激励下高频变压器的温度分布计算与分析北大核心CSCD

高频变压器是DC/DC变换器的重要电气元件,其内部温度过高会加速绝缘老化,准确预测高频变压器的温度分布有助于其散热设计。文中考虑温度对高频变压器材料电磁特性和空气热物理特性的影响,利用Infolytica有限元软件建立高频变压器的瞬态磁场—温度场双向耦合模型,通过仿真分析,得到高频变压器的磁密分布、损耗分布和温度分布。在此基础上,根据高频变压器的散热路径建立其等效热路模型,计算出稳态温度分布。通过比较分析可知分别使用有限元法和等效热路法得到的计算结果相吻合,验证了使用等效热路模型法计算高频变压器温度分布的可行性和精度。得出如下结论:热路模型的计算代价低,计算速度快,可应用于高频变压器结构的优化设计。磁场温度场耦合计算模型的计算精度高,但计算代价大,适合对设计结果的校核。     

适用于PLC的配电变压器高频等效模型及参数提取法

中压配电网沿线跨接容量、型号不同的配电变压器且数量较多,对PLC信号传输特性产生较大影响。为实现对载波信道衰耗预测以及新一代中压配电网载波通信实用化技术的需求,考虑到配电变压器的趋肤效应、杂散电容、铁心饱和及磁滞现象,提出一种适用于中压配电网载波通信的配电变压器高频等效模型,并给出模型的二端口网络理论的参数提取方法。利用该法提取的高频参数得到配变高压侧阻抗特性曲线并与实测阻抗曲线对比,两者变化趋势基本一致验证了该高频等效模型的正确性,为载波通信信道建模及特性分析做了铺垫工作。     

基于阻抗测量的共模扼流圈高频建模

共模扼流圈是EMI滤波器的核心元件,它的高频特征极大地影响了EMI滤波器抑制传导EMI噪声的性能,有必要建立共模扼流圈的高频模型,以便更准确地评估和预测EMI滤波器的性能.本文提出了基于150kHz～30MHz频率范围内的阻抗测量实现的共模扼流圈高频建模方法,并通过一个实例给出了它的高频集总参数模型,该模型包括了共模电感、差模电感、寄生绕组电容和等效的损耗阻抗等参数.最后通过比较共模扼流圈插入损耗的测量结果和仿真结果,证实了本文所提出的共模扼流圈高频建模方法.     

电容式电压互感器误差频率特性的研究

对电容式电压互感器误差频率特性进行了理论分析研究 ,用建立的电路模型和微机计算方法替代目前惯用的公式计算法能提高误差频率特性计算精度。与实际 CVT产品上的测试数据非常接近的结果证明了它的等效性     

高压电容器充电电源谐振变换器的定频控制

为有效控制高压电容器高频恒流充电电源谐振变换电路的开关频率,研制了定频控制(占空比为50%,开关频率在整个充电过程中保持不变)的20 kW高压电容器充电装置逆变电路开关电路。通过提出的充电电源电路的并联负载谐振(PLR)DC-DC变换电路的等效电路模型,研究了充电电源装置的恒流充电原理,找出了电容充电初始阶段谐振电流和开关频率的数值关系。实验研究结果表明,当谐振变换电路开关频率接近于等效电路固有谐振频率的奇数分之一时,产生较大的谐振电流;为了实现谐振变换电路开关器件的零电流开通和关断,开关频率的大小始终可控制在小于等效电路固有谐振频率的1/2的范围之内。     

Moving pick‐up‐type contactless power transfer systems and their efficiency using series and parallel resonant capacitors

The equivalent circuit, the efficiency, and the important characteristics of moving pick‐up type contactless power transfer systems are described. If the primary series capacitor and the secondary parallel capacitors are chosen correctly and the winding resistances are ignored, the equivalent circuit of the transformer with these capacitors becomes the same as an ideal transformer at the resonant frequency. This simple approximation helps to understand the phenomena occurring with load changes. Because the circuit analysis becomes simple, the approximate value of the power transfer efficiency can be derived. This paper describes the determination of the capacitor values, the derivation of the equivalent circuit and the efficiency, and test results. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 172(2): 47–54, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20970     

System Reduction of Power System with Penetration of Photovoltaic Generations

This paper presents a novel system reduction method which makes it possible to consider the impact of photovoltaic (PV) penetration on transient stability precisely. The object system for system reduction can be aggregated into a simple equivalent circuit by using the proposed method. The equivalent circuit consists of a lumped load model, a lumped PV model, and three equivalent impedances. Using the equivalent circuit, power flow into the object system when the system voltage changes can be analyzed without repeated power flow calculation of the original system. In order to verify the proposed method, this paper presents a numerical example of transient stability analysis with a one‐generator‐to‐infinite‐bus system model. The results of analysis indicate that transient stability considering PV penetration can be analyzed with high accuracy with the proposed method.     

Optimum design for residential photovoltaic‐thermal binary utilization system by minimizing auxiliary energy

A circuit model of an oil‐immersed transformer for use in surge analyses in the high‐frequency region is proposed, and its effectiveness is evaluated by comparison with measurements on a model winding. The circuit model is used for lightning surge analyses of a 500‐kV substation, and the effect of transformer modeling on the lightning surge voltage at the transformer terminals is investigated. When the new circuit model is used for transformer modeling, the peak value of the surge voltage is lower but the rate of voltage rise is higher than in conventional transformer modeling by a lumped capacitance. This difference can be explained in terms of the charging of capacitances in the transformer model. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 134(1): 28–35, 2001     

Parametric identification in potential transformer modelling

It is shown that a wideband lumped parameter equivalent circuit of a potential transformer can be determined through parametric system identification by the least squares method. Because of limitations in the measuring equipment, up to four different sets of input/output signals are necessary. Compared with other tests for finding the equivalent circuit, this method is less time consuming. Results obtained on a 50 Hz (20/√3) kV/(110/√ 3) V potential transformer are presented     

变压器直流偏磁谐波对并联电容器的影响分析

基于变压器直流偏磁下的谐波特性,采用等值电路法分析了并联电容器支路对直流偏磁下谐波的谐振机理。对惠州电网某变电站500kV变压器低压侧电容器组损坏事件进行了分析,通过对直流偏磁下低压侧各奇次和偶次谐波阻抗的计算,得出了在现有电容器支路参数下可能发生4次谐波放大现象的结论。通过将第2组和第3组电容器电抗率提高到12%,并进一步对低压侧各次谐波阻抗进行计算分析,结果证明增大串联电抗器电抗率的方法能够很好地抑制4次谐波放大,从而为变电站并联电容器组在直流偏磁谐波下的参数选择和安全运行提供参考。     

变压器线圈中特快速暂态仿真的建模

电力系统特快速暂态过电压（ＶＦＴＯ）对变压器等电力设备的危害极大。本文提出的由互有耦合的分布参数电路与集总参数电路组成的混合电路模型可以有效地应用于分析变压器等电力设备内特快速暂态的响应以及线圈内的局部电磁振荡。这个模型还可以用于精确计算变压器的入端阻抗，与ＥＭＴＰ连接，可以更精确地分析电力系统、变电站和变压器内的电磁暂态。     

Analysis of high‐frequency oscillations in voltage transformers

High‐frequency oscillations in voltage transformers are analyzed by the FFT method, using an equivalent lumped circuit. Such an analysis has been regarded as difficult because the transformers used in high‐voltage distribution systems have a large number of turns. The constants of the equivalent circuit are evaluated on a turn‐to‐turn basis. The frequency domain analysis is followed by time domain analysis using the FFT technique. Both characteristics are verified by an experiment on a 6.6‐kV voltage transformer. The nature of the high‐frequency oscillation is shown for a simpler model. It is found that the interlayer voltage becomes highest at the entrance to the incoming surge. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 163(1): 8–15, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20643