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摘要:当今社会,伴随着智能电网时代的到来,提高运行频率、减小变压器铁芯的体积和重量成为了当今社会的需要。在此智能社会的潮流下,电力电子变压器(PET)开始步入社会大众的视野,不同于以前的传统工频变压器,由于随着电力电子控制技术的发展与进步,其因为具有良好的控制性能的特性,能满足于当今社会的需求。伴随着电力电子器件频率的提高、电力电子控制技术和变压器材料的发展,PET技术也逐渐从小功率低电压的应用领域向大功率高电压发展。但是频率的提高也给研究人员带来了新的问题。在传统的工频条件下,因为漏感值非常小,所以漏感参数原本可以忽略不计的。但在中高频情况下,电路某些性能会因为漏感的存在将会对产生重要的影响。例如,由于漏感参数的存在,大功率中频变压器在开关器件关断时会产生较大的反电动势,可能导致开关器件过压击穿。因此,对于高频高压变压器甚至整个开关电源的设计,精确估计漏感参数尤为重要。 本文重点研究中频变压器的漏感参数有限元仿真计算,具体工作流程如下:
-首先,本文介绍了大功率中频变压器漏感参数的研究背景,总结了目前国内外中频变压器漏感参数的发展现状,并介绍了本论文的研究内容。其次,介绍了对此次的研究工具—Ansoft Maxwell电磁有限元仿真软件。包括模型建立、边界条件、剖分、仿真求解设定、场量分析、场计算器的应用。
其次,对变压器漏感参数的计算原理进行了介绍,从解析计算原理和仿真计算原理两个方面,对漏感参数的公式进行了推导。由于变压器漏感的存在会产生问题,所以研究人员常常采用绕组交叉技术来降低变压器的漏感值。在本文中也对绕组交叉技术进行了介绍,最后通过仿真实验验证了该技术的正确性。
-最后,本文以Ansoft Maxwell有限元软件为仿真工具,搭建了大功率中频变压器的物理模型,对漏感参数进行了仿真研究,得出了漏感值与频率之间的关系。
关键词:大功率中频变压器,电力电子变压器,漏感参数,有限元法
目录
摘要
Abstract
第1章 绪论-1
1.1 本课题的研究背景及意义-1
1.2 国内外研究现状-2
1.3 本文主要研究内容-3
第2章 Ansoft Maxwell电磁有限元仿真软件-4
2.1 Ansoft Maxwell软件简介-4
2.2 Ansoft Maxwell软件模块介绍-4
2.3 有限元法在中频变压器研究中的应用-10
第3章 变压器漏感参数的计算原理-11
3.1 变压器漏感.-11
3.2 变压器漏感参数的解析计算与测量原理-12
3.3 变压器漏感参数有限元仿真计算的原理-14
3.4 绕组交叉换位技术的原理-18
第4章 中频变压器漏感参数有限元仿真计算-20
4.1模型建立-....20
4.2仿真过程-25
4.3仿真结果-26
4.4结果分析-27
4.4.1 绕组交叉换位技术的验证-27
4.2.2 变压器漏感与频率之间的关系-29
第5章 总结与展望-31
5.1 全文总结-31
5.2 未来展望-31
参考文献-32
致 谢-35