考虑集肤效应和邻近效应的变压器绕组谐波损耗计算及实验研究

基于国内外现有变压器谐波模型发展情况及其适用范围的局限性,以进一步精确量化变压器绕组谐波损耗为目的,建立了绕组谐波损耗模型。该模型综合考虑谐波情况下集肤效应、邻近效应对绕组的影响,基于电磁场原理分析绕组电阻参数畸变特性。进行了各次谐波电流下的绕组电阻测量实验,将实验测量值、传统模型计算值与该模型计算值进行对比,结果证明该模型提高了计算精度,使得变压器绕组损耗计算更加精确。最后基于实验测量值,建立了变压器绕组谐波电阻工程实用模型,对工程计算具有一定的指导价值。     

基于集肤效应与邻近效应的静电除尘变压器绕组谐波损耗优化设计

现有变压器设计方法没有对谐波下绕组结构进行精确设计,为此提出了一种考虑集肤效应与邻近效应的静电除尘变压器绕组谐波损耗优化设计方法。利用Helmholtz方程对交流谐波下铜箔、矩形及圆形导体绕组的损耗进行了分析及优化,并考虑了磁芯窗口参数的影响,对比了各种优化方法的优缺点及应用场合。样机实验结果表明,该方法可以准确给出谐波损耗最小时的优化结构,适用于大功率定制变压器的设计。     

考虑谐波及集肤效应的电工钢片旋转异常损耗计算与测量

为了准确计算电工钢片的旋转异常损耗,根据谐波分析原理对建立的电工钢叠片有限元模型进行时步有限元仿真;基于旋转铁心损耗计算模型,通过考虑涡流集肤效应对旋转损耗系数的影响结合钢片在中低频率下的损耗测试获得叠片损耗计算的关键系数,间接求得电工钢片中旋转异常损耗的计算式。利用构建的新型三维磁特性测试系统对典型电工钢叠片样品进行椭圆形旋转与交变励磁方式下的宽频铁耗实验测量,并定量地进行了对比与分析。结果表明:2种励磁方式下叠片损耗的变化规律相类似,但其椭圆形旋转各损耗都要比交变时的对应损耗大,必须认真考虑谐波、集肤效应和旋转励磁等对材料特性的影响;所计算出的旋转异常损耗也是相对较小,在1 k Hz时也未占到旋转总铁耗的5%。从而验证了所推导出的计算式和测量手段的正确性与可行性。     

集肤和邻近效应对平面磁性元件绕组损耗影响的分析

提高磁性元件的工作频率，可以减少磁性元件的大小。但是随着工作频率的提高，集肤和邻近效应使绕组的损耗增加。文中基于磁性元件绕组的一维模型，对平面磁性元件绕组中的涡流效应进行分析。利用一维条件下，集肤和邻近效应的正交性，得出了集肤和邻近效应各自产生的损耗随绕组厚度和频率的变化趋势，指出简单地把厚绕组分割为薄绕组的并联不能减少绕组的损耗；同时分析利用原副边绕组交叉换位技术减少变压器绕组损耗的原理。通过有限元分析软件和实验证实分析结果的正确性和有效性。     

集肤和邻近效应对平面磁元件绕组影响的分析

提高磁性元件的工作频率，可以减少磁性元件的体积。但是随着工作频率的提高，集肤和邻近效应使绕组的损耗增加。本文基于磁性元件绕组的一维模型，对平面磁性元件绕组中的涡流效应进行了分析。利用一维条件下，集肤和邻近效应的正交性，得出了集肤和邻近效应各自产生的损耗随绕组厚度和频率的变化趋势。指出简单地把厚绕组分割为薄绕组的并联不能减少绕组的损耗。并分析了利用原副边绕组交叉换位技术减少变压器绕组损耗的原理。通过有限元分析软件和实验证实了分析结果的正确性和有效性。     

基于有限元法的高频变压器绕组损耗研究

变压器损耗是影响变压器运行性能的重要因素。在高频效应下,邻近效应与集肤效应会增加变压器绕组损耗。文章基于高频变压器绕组的三维模型,在考虑邻近效应与集肤效应的基础上,应用有限元法对变压器绕组中的涡流效应进行仿真计算。通过计算得出了改变绕组布局可以有减少绕组损耗的结论。并得到了不同绕组布局下,绕组损耗随频率、绕组厚度以及层间距的变化趋势。     

变压器谐波模型的研究与评价

目前在谐波分析与计算中,有多种变压器模型供选择,但各种模型适应于哪种情况,且哪种模型更为准确,并没有公认的结论.文中根据变压器谐波有功损耗与谐波有效电阻之间的对应关系,同时考虑到绕组导线内涡流的去磁效应对漏抗的影响,提出一种建立变压器谐波模型的方法.以此为参考模型,对常用的六种变压器谐波模型进行理论分析,并对两类变压器实例进行计算,验证目前常用变压器谐波模型的适用性,并根据计算结果推荐模型5和模型6作为谐波分析与计算时的变压器模型.     

用有限元方法计算矩形母线的集肤效应

以Maxweu电磁场方程组为基础，推导出了矩形母线矢量磁位满足的二维微分方程，并用三角形有限元方法进行了理论分析。在此基础上给出了宽为80mm、厚为10mm系列的铜制母线在50Hz时，孤立导体、单相双导体及三相三导体的集肤效应系数曲线。     

变压器降容率及谐波损耗因子FHL与K的比较

谐波电流引起变压器附加损耗,受绕组或油温限制,变压器需要降容量运行.在介绍了反映谐波涡流损耗的两个常见因子,即K和FHL,以及变压器谐波损耗公式的基础上,本文推导了两因子确定最大允许谐波电流值的不同机理及其相互关系.     

三角形联结六相自耦变压器不对称模型

为分析移相变压器不对称对12脉波整流系统的影响,建立了原边为三角形联结的自耦变压器的全解耦模型.通过分析自耦变压器的耦合电路图,给出了支路电压、支路电流、节点电压和节点电流的关系,推导出可用于描述自耦变压器绕组联结特点、电气参数等信息的节点导纳矩阵;应用该矩阵,建立了三角形联结自耦变压器的全解耦模型,并给出了模型参数与...     

区间分析法在电力变压器全寿命周期成本模型中的应用

提出了区间全寿命周期成本的分析方法以及电力变压器区间全寿命周期成本的估算模型.该模型涵盖了变压器生命周期内发生的一次投资成本、损耗成本、环境成本、运行维护成本、故障成本以及报废成本等,采用等年值法进行折算,通过比较年区间全寿命周期成本判断方案的经济性优劣.模型能够较为合理地将变压器全寿命周期成本各参数处理为区间数,在计...     

东莞配电网谐波对配电变压器危害分析

为了掌握电网运行的谐波状况及其危害,采用便携式电能质量分析仪FLUKE435对配电网变压器运行状况进行谐波普查,得到了大量典型负荷的实测数据.根据相关文献和标准中,对谐波造成配电变压器损耗增加(最高增加0.06%的损耗)、利用率下降(降容15%)、寿命减少(可减少寿命一半)和维修费用增加(最高增加一倍的费用)等问题进行...     

无刷双馈电机谐波铜耗与铁耗的分析与计算

针对无刷双馈电机谐波含量高、谐波损耗大的问题,提出考虑谐波磁场、谐波电流、集肤效应和旋转磁化影响的BDFM损耗计算模型.基于二维场路耦合时步有限元模型和谐波分析方法,分别建立两种转子铜耗计算模型和三种定转子铁耗计算模型,分析不同计算模型对转子铜耗和定转子铁耗的影响,得到定转子谐波铜耗和铁耗的变化规律.结果表明,转子铜耗模型2以及定转子铁耗模型3更精确;随着控制绕组电压的增加,定转子铜耗先减小后增加,定转子铁耗持续增加;随着负载转矩的增加,定转子铜耗和铁耗均随之增加.通过与一台相似异步电机铜耗和铁耗的电磁设计数据和实验数据的比较,验证了模型与计算结果的正确性.     

传输线中趋肤效应的介绍及仿真

受趋肤效应的影响,在导线中分别流经高频电流和直流电流时,在导线横街面上的电流密度分布情况截然不同。详细介绍了趋肤效应的理论基础、考虑趋肤深度时导线电阻的计算公式,并利用Ansoft Maxwell电磁场仿真软件分别对圆形导线和矩形导线2种导线在不同频率情况下的趋肤效应进行了建模仿真,得出了导线的趋肤效应现象图。并通过对比不同频率时导线横截面的电流密度分布情况,验证了随着频率的升高,趋肤深度将越小,导线的电阻损耗越大。