基于辅助绕组的高频变压器绕组损耗测量方法

绕组损耗测量是目前大功率高频变压器（HFT）建模与设计中的难点,高精度的绕组损耗测量方法是校验绕组损耗理论研究正确性、提高建模与仿真精度的重要手段。目前广泛采用的短路阻抗测量方法的精度随测量频率的升高而降低,并不适用于HFT。借助辅助绕组（AW）提供额外测量节点是提高绕组损耗测量精度的有效措施。首先建立包含AW杂散参数的等效电路模型,基于该模型的分析结果表明,AW与被测绕组（WUT）之间漏感及耦合电容决定了绕组损耗测量频率范围及精度。提出一种考虑耦合电容的绕组电阻测量校正方法,降低耦合电容的影响,保证了高频下的测量精度。采用利兹线绕组中单股线作为AW以及AW与WUT之间的漏感被降至极低水平,扩展了测量频率范围,同时降低了工程实践难度。通过对一台100kV·A HFT样机绕组参数的测量,验证了电路模型和校正方法的有效性,并实现了1MHz频率下绕组交流电阻的有效测量。     

高频电源变压器磁芯的设计原理

开关电源正向高频化发展,作为主变压器使用的软磁铁氧体磁芯,从材料性能,尺寸形状等均应作相应改进。讨论了磁芯设计中应考虑的通过功率、性能因子、热阻系数等,并提出了降低同频损耗的微观设计方法。     

交错布置对高频变压器绕组损耗的影响

随着磁性元件工作频率的提高,需要对高频变压器绕组进行优化设计.通过对变压器绕组不同布置方式的详细分析,得出交错布置的最优方案,并将此观点应用于绕组并联均流方案中,据此搭建新的变压器模型.利用有限元分析软件对模型进行数值仿真,其结果验证了模型绕组结构的合理性和可行性.     

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。     

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。     

高频开关电源功率变压器线圈优化设计技术

高频开关电源功率变压器线圈优化设计技术能有效减小变压器损耗以及尺寸,提高开关电源功率密度。通过线圈电流谐波分解及电磁场涡流方程,建立了高频功率变压器的一维涡流损耗模型,并应用于开关波形激励的高频功率变压器线圈,特别是里兹线线圈的优化设计。一个应用于输出双半波整流电路的中间抽头变压器线圈设计实验验证了优化设计的有效性。     

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。     

基于高频变压器一维模型漏感产生与减少研究

通过反激变换器的拓扑结构图与等效模型得到高频变压器漏感变化对开关管耐压的影响,并以平面卧式变压器为例建立一维模型,且进行了高频变压器漏感定量计算和研究,阐述了高频变压器漏感的危害。从高频变压器的一维模型出发,通过建立匝间距离ha、透入深度δ、线圈窗口在X轴上的宽度w等因素的数学表达式,利用关系曲线确定出影响高频变压器漏感大小主要因素。经过实验与研究分析,提出了增大绕组宽度、增大绕组高宽比、增加绕组之间的耦合程度新的减少高频变压器漏感的方法,实现了减少高频变压器漏感的目的,并以实验验证了该方法的可行性。     

High frequency model of transformer winding

A high frequency model of transformer winding is used to analyze the voltage oscillations due to various excitations such as the very fast transient overvoltage which occurs at the time of disconnecting switch operations. Usually, a circuit of interlinked inductances and capacitances is used for this purpose, in which circuit parameters have to be properly determined. Previously, those constants have been estimated taking the coil section pair as a unit. In the method proposed here, the section pair can be further subdivided. The time‐domain calculation is conducted combining the frequency analysis and FFT technique. The voltage oscillations of the winding subjected to the lightning impulse are calculated. The correspondence with the experimental results is satisfactory. The response to a chopped impulse shows this method's applicability to high frequency analysis. Since the constants are calculated directly from the design parameters of transformer winding, this technique is particularly useful in developing and designing transformers. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 146(3): 8–16, 2004; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10280     

开关电源高频功率平面变压器热设计研究

高功率密度要求和高频下涡流损耗(包括磁芯和线圈的涡流损耗)的急剧增大对高频功率平面变压器的热设计带来巨大挑战.通过分析平面变压器热传递特性,提出一种可分别计算线圈和磁芯温升的热模型及其建模方法.此外,根据铁氧体磁芯的损耗温度特性,还提出一种平面变压器温度设计准则.实验证明提出的热模型具有足够高的工程精度,而提出的温度设计准则可使变压器具有良好的热稳定性,从而改善了平面变压器热性能.     

频率响应法在变压器绕组变形测试中的应用

电力变压器是电力系统的主要设备之一,进行变压器绕组变形测试对正确判断变压器在受到冲击力后是否产生绕组变形,从而保障变压器的安全运行具有重要意义。本文介绍了应用频率响应法对变压器进行绕组变形测试的原理、方法,对现场开展变压器绕组变形测试、确保电网安全运行具有指导作用。     

基于有限元方法的变压器铁芯优化仿真

文中简要介绍变压器铁轭加大后空载损耗的改善情况;利用可视化算法分析磁通密度、匝数、横截面积对感应电动势影响,通过有限元分析软件进行10 kV油浸式变压器空载损耗仿真验证,其试验结果与理论设计值比较吻合。     

基于改进PSO-BP混合算法的电力变压器故障诊断

采用粒子群算法和反向传播神经网络建立一种新型变压器故障诊断网络模型,设计故障诊断方法.仿真分析结果表明:基于该网络模型的诊断方法与传统的三比值法相比较,具有较好的故障识别与分类能力,显著提高了诊断准确率,将在电力设备故障诊断中有良好应用前景.     

高频变压器6集总电容等效电路模型转换

随着开关电源开关频率的不断升高,合理的高频变压器集总电容等效模型对功率变换器性能的分析具有极其重要的作用。首先介绍了已有的几类集总电容等效模型;其次,通过电路分析方法,研究了高频变压器几类集总电容模型的转换方法;最后,通过一款双绕组高频变压器的实际测试,论证了电容等效电路模型相互转换的可行性。     

基于PExprt的反激变压器损耗仿真分析

采用经典设计方法设计了一款反激变压器,通过PExprt仿真分析,验证了设计结果的一致性,采用2D有限元电磁场仿真分析了气隙效应对变压器的影响,证明气隙效应对变压器损耗有较大影响。研究了变压器磁心损耗的计算方法,发现采用Jiles-Atherton方法计算的结果更接近真实损耗。最后仿真分析了高频效应作用下线圈的损耗,结果表明考虑高频效应后,变压器的功耗、温升都远大于经典设计法的设计值。     

基于改进蚁群算法的变压器诊断数据的约简

针对变压器故障诊断提出的各种算法,多数不能从激增的诊断数据中提取有效的信息,无法实现快速准确诊断。为提高变压器故障诊断的速度,基于蚁群算法基本原理和模糊信息熵理论,对蚁群算法从局部搜索策略、蚂蚁内部状态、信息素更新策略及状态转移规则四方面进行了改进,提出诊断数据约简新方法。经过变压器故障诊断实例验证,使用改进方法将数据约简后,具有较高的诊断正确率,而与传统的算法相比,诊断速度快。     

用频率响应法发现一台主变绕组变形实例

介绍了应用绕组变形测试仪准确检测出一台大型变压器发生故障后低压绕组发生严重变形的事例。检出变形后，及时更换了变形的绕组，从而避免了因绕组变形可能造成的另一次突发事故。