摘要：基于磁耦合三相双有源全桥DC/DC变换器的固态变压器适合于大功率应用场合,精确预估其核心磁性元件—大功率中频三相变压器在非正弦电压激励下的绕组与铁芯损耗,研究不同工作模态、不同绕组联接方式下变压器损耗的变化趋势,对于固态变压器精细化设计至关重要。在对隔离式三相双有源全桥DC-DC变换器工作原理进行分析的基础上,建立Y-Y、Y-Δ和Δ-Δ型绕组联接方式下变换器的等效电路模型和相量图,采用基波分析方法推导出中频三相变压器绕组非正弦电流的谐波计算表达式,考虑各阶次谐波频率下集肤效应和邻近效应对交流电阻的影响,实现绕组损耗的计算。结合不同绕组联接方式下电压波形和移相控制方式,推导出六电平阶梯波和三电平阶梯波电压激励下的分段线性磁密波形表达式,结合各种修正的Steinmetz经验公式的简化解析计算式,计算出不同移相角下的铁芯损耗。针对5 kHz/15 kW纳米晶合金铁芯中频三相变压器模型,将该方法的计算结果与有限元仿真和实验测量结果对比,验证了该方法的有效性。

摘要：在铁芯损耗中包含着磁带损耗和涡流损耗,即: 铁损(PFC)=磁滞损耗（Ph）+涡流损耗（Pe） 通常的电机测试（如变压器铜铁损的测量）仅是测出总的铁损PFC,而不能进一步区分出其中的磁滞损耗分量和涡流损耗分量。 本文将简要地介绍一下我们用测试的方法来区分铁芯损耗中的磁带损耗和涡流损耗测试原理,采用测试装置,设计的测试方法以及测试结果的验证方法。

摘要：换流阀运行时,阀电抗器仅在换流阀开通和关断的暂态过程中承受电压,且交替工作于不饱和、饱和两种状态,因此无法直接引用传统的铁芯损耗计算公式进行铁芯损耗计算,也就无法对阀电抗器的铁芯设计进行校核。基于铁芯损耗发热引起的温升等效原则,在相同的电抗器进水温度和相近的环境温度下,分别设计了高频和工频工况下的铁芯测温试验,根据工频工况下测得的铁芯温升(对环温),并利用高频工况下试验得到的铁芯损耗和铁芯温升(对环温)的关系曲线,得到工频工况下的铁芯损耗实际值,从而对阀电抗器铁芯设计进行校核,确保在换流阀长期运行时不会阀电抗器出现异常发热。

摘要：对具有直流偏置、正弦电压激磁的功率铁氧体铁芯损耗进行有效测量的基础上,分析了直流偏置对铁氧体材料的性能的影响和磁损与交直流磁感应强度的关系,在一定的交流激磁范围内,为磁性元件的设计提供了一定的参考。

摘要：对大型电机定子铁芯损耗试验中的试验参数计算、设备选用原则、红外热像仪应用、试验数据处理等问题进行探讨根据所积累的经验，介绍应注意的问题。

摘要：铁芯损耗的精确计算,是实现变压器等电磁设备高效运行和局部过热优化设计的关键。传统动态磁滞模型很难准确地模拟磁性材料在复杂环境下的磁特性,直接影响损耗计算精确性。提出温度修正J-A动态模型,依据铁磁材料Weiss分子场理论,引入温度因子ε表征温度对饱和磁化强度Ms的影响;采用模拟退火粒子群算法(SimuAPSO),克服修正后J-A动态模型参数对求解初始值选取的依赖性;将所提模型与有限元法相结合进行局部损耗计算,为解决电磁设备局部过热优化提供依据;最后,将模型模拟值与50WW600无取向硅钢片实测值对比,验证模型的准确性和有效性。该模型综合考虑温度、涡流损耗及剩余损耗,提高了不同频率下磁性材料磁特性模拟分析的准确性,对电磁设备精细化设计具有一定的指导作用。

摘要：在实际工程中,电力电子变压器已经逐渐成为新能源电网等诸多领域不可或缺的重要组成部分,而作为其中关键设备的高频变压器,其优化设计也变得愈加重要。首先,利用改进的Steinmetz经验公式(improved generalized steinmetz empirical formula,IGSE)计算高频变压器铁芯损耗,并采用Dowell方法计算铜箔片在高频下的交流绕组系数。其次,分析了绕组交叉换位对铁芯窗口内漏磁场和导体内电流密度的影响,推导出基于能量法的漏电感公式,综合考虑散热器尺寸大小对温升的影响,并建立了6节点的热网络模型。最后,提出基于自由参数扫描法的高频变压器优化设计方法,得到优化设计方案的Pareto前沿,为验证设计流程的合理性,设计并制作了1台15 kW/5 kHz,效率为99%,功率密度为16.79 kW/L的高功率密度纳米晶高频变压器样机,并搭建了实验平台测试了样机的漏感、铁芯损耗、绕组损耗,与设计值的偏差分别为8.76%、4.02%、2.76%,验证了优化设计方法的正确性,为高效率、高功率密度、大容量高频变压器的研究提供理论和实验基础。

摘要：基于中频变压器的磁耦合DC-DC变换器是实现大规模直流源互联、兆瓦级直流电压变换的核心设备。但是高功率密度、高频率会导致中频变压器的温升问题严重。针对非正弦激励下中频变压器的温度场精确计算问题,计及温度对纳米晶合金材料磁化和损耗特性的影响,采用瞬态电磁场–温度场间接耦合计算方法,对一台200kVA/10 kHz的纳米晶铁芯中频变压器在空载和短路条件下的铁芯损耗、绕组损耗、温度场进行计算。将仿真值与实验测量值进行对比。结果表明:采用间接耦合计算方法得到的铁芯损耗、绕组损耗、最高温升与测量值之间的相对误差分别为8.08%、0.63%、8.19%。最后采用上述方法计算了中频变压器在移相控制运行模态下的损耗和温升,为高功率密度中频变压器的结构设计和散热设计提供依据。

摘要：精确预估非正弦波激励下高频变压器绕组与铁芯损耗、研究正常模态下变压器温升特性,对于大功率高频变压器的结构优化和散热设计至关重要。首先,结合正常模态下高频变压器的非正弦激励波形,利用Infolytica MagNet电磁场分析软件对高频变压器开展瞬态磁场仿真计算。然后,利用铁芯的磁化和高频损耗特性测量结果,计算出高频变压器铁芯和绕组高频损耗。最后,将损耗作为载荷加载至ThermNet计算变压器的三维温度分布。设计和制作了两台5k Hz、10kW纳米晶合金铁芯壳式和芯式高频变压器试验模型,利用上述方法针对两台变压器的磁场、损耗、温度场进行仿真计算。结果表明:损耗仿真结果与空载、短路实验的测量结果之间的偏差低于15%;壳式和芯式高频变压器在自然散热方式下的稳态最大温度分别为104℃和108℃,壳式拓扑结构的散热特性优于芯式结构;最后提出了大功率高频变压器的散热设计方法,该方法对于大功率高频变压器的优化设计具有一定的指导意义。

摘要：为了研究饱和电抗器内部铁芯损耗和温度分布规律,首先基于有限元分析法,在ANSYSMaxwell软件中建立了饱和电抗器的仿真模型,在保证计算精度的同时减少计算时间。然后导入5 000 A满负荷工况下的瞬时电流数据进行仿真计算,得到了整流侧换流阀用饱和电抗器铁芯损耗瞬时功率波形和损耗功率密度分布;最后,将铁损密度分布作为温度场分析的载荷,并结合ANSYSWorkbench软件建立了饱和电抗器的电磁热耦合仿真模型,对铁芯的空间温度分布规律进行了仿真。仿真结果表明：靠近气隙和两端处的铁芯损耗高于中间,左侧的铁芯损耗密度高于右侧;铁芯两端温度高,中间温度低;靠近绕组侧的铁芯温度比远离绕组侧的铁芯温度高,最热点温度为107℃。因此,贴近铁芯两端的环氧树脂为运行的绝缘薄弱点,研究结果可以为环氧树脂局部薄弱点的老化绝缘寿命评估和饱和电抗器的散热设计提供参考。