大容量高频高压变压器的研究与设计

设计了一台可用于高压直流电源系统的,参数为10kW,20kV,40kHz的大容量高频高压变压器。磁心尺寸采用典型Ap法设计,副边绕组匝数较多,采用分段分层设计有效较小了分布电容;绕制完成后对其分布电容和漏感进行了实验测量,并采用有限元方法对分布电容进行仿真计算。将所设计的大容量高频高压变压器应用于LCC谐振变换器,借助电路仿真软件得到了理想的原边谐振电流波形和充电电压波形。电路仿真结果良好,证明变压器工作特性稳定,分布参数对电源系统影响较小,也由此说明高频高压变压器设计的合理性。     

高频开关电源变压器的设计方法

介绍了国内外高频开关电源变压器的研究现状及主要的设计方法.     

基于损耗分析的大容量高频变压器铁芯材料选型方法

铁芯材料的选择对大容量高频变压器的磁拓扑性能具有决定性影响,而损耗特性最为关键。为此,针对高频方波激励,采用改进的Steinmetz公式分析了变压器3种常用磁性材料即铁氧体、纳米晶和非晶材料的损耗特性与频率、磁通密度的关系,并给出了磁性材料损耗密度的三维表征图。在对损耗密度进行分析的基础上,将铁芯总损耗与高频变压器视在功率的比值定义为损耗因子,并依据损耗因子的三维表征图与实例分析,结合工作频率和体积等因素比较了3种典型磁性材料所制成的铁芯的损耗特性。分析指出,损耗因子是衡量高频变压器损耗特性优劣的重要指标,以最低损耗因子水平结合体积与成本因素进行分析,可作为铁芯材料的具体选择准则。     

电力电子变压器中高频变压器的设计方法

高频变压器是电力电子变压器的核心组成部分,担负着功率传输、电压变换和电气隔离等功能。针对当前高频变压器选型所存在的问题,提出了一种应用于电力电子变压器中高频变压器的设计方法。基于纳米晶软磁材料的高磁导性能,选择新型铁基纳米晶作为其铁芯材料,考虑电力电子变压器中移相全桥DC/DC变换器存在副边占空比丢失的问题,将面积乘积(AP)法与移相全桥DC/DC变换器的理论相结合,计算了高频变压器的变比和原副边绕组等参数。通过对高频变压器铁损、交流电阻、绕组温升和绝缘强度的测试和分析,结果满足设计要求,验证了设计方法的有效性和可行性。     

大容量高频变压器绕组损耗的计算与分析

应用有限元法对铜箔式10kW大容量高频变压器损耗进行分析,对不同绕组结构的变压器进行了损耗分析,得到了绕组交叉换位技术可减少大容量高频变压器损耗的结论,最后样机实验数据提供了有力的证明。利用绕组交叉换位技术设计开发的20kHz、10kW变压器效率最高可达99%。     

高压大容量电力电子变压器中高频变压器研究现状和发展趋势

电力电子变压器是智能电网、电动汽车、军事航空等多个领域应用的关键设备。随着电力电子变压器不断向高压大功率发展,其相关理论和关键技术获得了不断关注。目前,针对电力电子变压器变换效率不够高、开关管电流应力较大、模块间电压功率不平衡等问题,已经有了一些研究和解决方案。然而,对电力电子变压器的DC-DC变换器中核心部件-高频变压器而言,尤其是高压、高频和高温下高频变压器仍然存在很多关键问题需要研究和解决。针对高压大容量电力电子变压器的研究背景,围绕其中高频变压器的关键问题展开论述。在总结大量文献的基础上,首先,论述了高频变压器应用于电力电子变压器中的复杂工况;然后,着重分析了高频变压器磁芯、绕组、绝缘和散热的研究现状;据此进行思考和总结,提炼了高频变压器存在的关键问题;最后,对高频变压器的研究现状进行了总结,针对存在的问题展望了其未来发展趋势。     

大容量移相变压器的设计

介绍了出口美国300 MV·A/230 kV移相变压器的用途、原理、技术参数、结构特点以及关键技术,普及了移相变压器知识,对于移相变压器关键部位设计有重要的指导意义。     

配电变压器集成式级联STATCOM原理与设计

配电网无功补偿能够有效减少电能损耗,提升供电质量,以配电变压器作为无功控制的节点充分利用配电变压器富余容量,提出一种与配电变压器相集成的级联静止无功发生器(STATCOM)装置。将级联型STATCOM通过Dyn11配电变压器高压侧三角形绕组抽头接入系统,研究通过抽头注入电流实现无功补偿的机理,分析注入电流对绕组电流分布的影响,充分利用变压器绕组的载流能力设计合理的接入点电压等级和补偿容量。针对配电变压器集成式级联STATCOM结构特点,提出改进的无功指令电流检测方法,采用非线性无源控制实现指令电流跟踪,提升控制系统的鲁棒性。仿真与实验结果验证了提出方案的有效性。     

大容量高频变压器磁芯损耗特性分析及结构选择

磁芯的选择对大容量高频变压器性能具有决定性影响。首先详细介绍了典型磁芯材料的高频损耗特性,包括性能特点比较、正弦激励下磁芯损耗计算方法、高频下典型磁芯材料的损耗对比以及应用效果比较。其次,详细介绍了典型磁芯结构的选择,包括单相磁芯结构的选择,比较了环型、CC型和EE型等典型单相磁芯结构的特点和应用场合。同时,介绍了三相磁芯结构的选择,利用CC型磁芯结构的组合构成三相使用的磁芯结构。对大容量高频变压器的磁芯选择进行系统的理论分析,可以为大容量高频变压器磁芯选型提供支持。     

基于IGCT的大容量直流变压器设计

大容量直流变压器(HDCT)是直流组网的核心设备,这里设计了基于集成门极换流晶闸管的HDCT(IGCTHDCT),通过最小回流功率注入的方式实现了直流变压器(DCT)全功率范围下的零电压开通,在此基础上,增加了关断缓冲电容进而实现了准零开关损耗。同时,利用IGCT通态压降低的优点降低系统通态损耗。最后,研制了1.5 kV/2 MW的HDCT样机,验证了所提方案的有效性。     

浅谈大容量移相变压器的设计

介绍了300MVA/230kV移相变压器的用途、原理、技术参数、结构特点以及关键技术,并介绍了该产品的试验结果及安装运行情况。     

大容量干式整流变压器的设计研究

我国电力工业发展迅速,发电设备装机容量由2000年的3.19亿kW增至2010年的10亿kW,预计2020年达14～16亿kW。发电量由2000年的1.35万亿kW·h,增至2010年的4.5万亿kW·h。     

户内大容量水冷柔直变压器的设计

柔性直流输电工程建设在大电网负荷中心,站址紧邻居民区。这对柔直变压器在大容量、安全性和低噪声等方面提出了更高的要求。本文针对柔直变压器产品容量大、首次采用户内布置,套管升高座穿墙,均从侧壁引出、采用水冷却方式、全新的阀侧线端操作冲击耐压试验等方面介绍了户内布置的大容量柔性直流输电用柔直变压器设计研发情况。     

大容量电力变压器现场干燥方法研究

受运输重量的限制,目前大部分大容量电力变压均采用充气运输。若在运抵现场后不能及时安装,在长期充气存放过程中可能会使器身受潮。文中以某核电项目一台500 kV主变压器为对象,通过采用绕组低频加热技术,并结合变压器参数,选择合适的电压和频率对变压器器身进行了现场干燥处理,处理后该变压器各项绝缘性能参数取得了显著提升,确保了变压器的正常运行。处理结果证明了低频绕组加热能有效解决变压器绝缘受潮问题,也为后续类似问题的处理提供了借鉴。     

一种考虑频变特性的大容量高频变压器漏电感解析计算方法

绕组高频涡流效应对大容量高频变压器漏电感的影响很大,但目前还缺少计及漏感频变特性的有效解析计算方法。该文在对高频变压器漏感频变特性的产生机理和组成部分进行分析的基础上,提出一种新的考虑频变特性的漏电感解析计算方法。设计制作了一台4.5k Hz、5k VA非晶合金磁芯高频变压器试验模型,将该文方法的计算结果与有限元仿真和实验测量结果对比,结果表明新方法的全局平均相对偏差为8.14%,验证了该文方法的有效性。考虑绕组布置方式的影响,推导出绕组完全交叉换位布置下的漏电感解析计算式,明确了交叉换位对宽频区间内漏感的影响。     

高频变压器的设计与制作

通过实例详细阐述了脉冲变压器设计与制作过程,并结合实际讨论了在设计中应注意的事项.     

高频功率脉冲变压器的设计

设计了超声波发生器全桥逆变电路中的高频变压器，并用高频脉冲变压器原边串联电容的方法来抑制铁心磁偏，试验证明了其必要性和有效性。     

反激高频变压器的改进面积乘积设计方法

传统变压器设计方法面积乘积法适用于工频正弦波铁心变压器,将其应用于反激高频变压器计算结果误差较大,这会导致设计的变压器性能变差。此处根据反激开关电源工作原理,改进了传统面积乘积法。计算结果表明,相比于传统面积乘积法,改进方法计算结果更加符合工程实际。实验结果表明,基于改进面积乘积法设计的反激高频变压器的电压调整率小于0.25%,负载调整率小于0.25%,纹波系数小于1%。理论计算和实验均证明了改进面积乘积法的正确性。     

三绕组高频变压器优化设计方法

随着工程中对三绕组高频变压器的需求逐渐增多,准确计算三绕组高频变压器电磁参数并对其结构进行优化设计具有重要的工程价值。根据三绕组高频变压器结构,推导了中间位置绕组的交流电阻系数计算式。求解得到三绕阻高频变压器中压绕组区域漏磁能量大小,用以计算高低压绕组间漏电感。使用自由参数扫描法进行设计的过程中,采取给定高压绕组初始位置进行迭代计算的方式,实现同时对三绕组高频变压器2个漏电感进行控制。按照最优设计方案制作了一台5kHz/7kVA三绕组高频变压器样机,通过仿真分析与试验测试验证了计算方法与设计方案的有效性。     

高频链中高频变压器的分析与设计

高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工频变压器，大大减小了逆变器的体积和重量。在高频链的硬件电路设计中，高频变压器是重要的一环。叙述了高频变压器的设计过程。实验结果证明该设计满足要求。