回轉(zhuǎn)器—電容模型中變壓器寄生參數(shù)的研究.pdf

1、磁性元件是電力電子系統(tǒng)中的重要組成部分，它對(duì)變換器的體積、重量、電流脈動(dòng)、輸出動(dòng)態(tài)性能、效率以及器件的電壓、電流應(yīng)力等都有很大的影響，對(duì)其準(zhǔn)確的建模是研究分析、仿真、優(yōu)化磁性元件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。隨著電力電子磁技術(shù)高頻化、平面化、集成化、陣列化的發(fā)展趨勢(shì)，磁性元件寄生參數(shù)對(duì)電力電子電路的影響越來(lái)越明顯，磁技術(shù)發(fā)展的相對(duì)緩慢已成為制約電力電子技術(shù)發(fā)展的重要因素，因此研究磁性元件的寄生參數(shù)、完善磁性元件的模型具有重要的意義。 論文首先簡(jiǎn)要

2、介紹了電力電子磁技術(shù)的發(fā)展和數(shù)學(xué)模型，通過對(duì)比說(shuō)明回轉(zhuǎn)器－電容模型具有建模簡(jiǎn)單直觀、同時(shí)反映磁心和繞組特性等優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)有回轉(zhuǎn)器－電容模型的研究仍然存在不夠完善之處，還不能反映變壓器的漏磁通、分布電容等寄生參數(shù)。本文基于回轉(zhuǎn)器－電容模型，面向大多數(shù)電力電子工程師和系統(tǒng)研究的需要，針對(duì)變壓器漏磁通和分布電容進(jìn)行研究。 通過討論漏磁通實(shí)際的物理概念將漏磁通引入到回轉(zhuǎn)器－電容模型中，提出以并聯(lián)在回轉(zhuǎn)器副邊的漏磁導(dǎo)電容來(lái)表示漏磁通的方法。

3、依據(jù)空間內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度決定磁場(chǎng)儲(chǔ)能的基本原理，求出對(duì)應(yīng)到端口的等效漏磁導(dǎo)電容值。在此基礎(chǔ)上還分析了繞組采用順繞和夾繞不同繞制方式下漏磁通的變化情況，并給出了相應(yīng)的漏磁導(dǎo)電容值的計(jì)算方法。 根據(jù)導(dǎo)體系統(tǒng)的概念解釋了什么是分布電容，通過分析給出了含分布電容的變壓器模型，并指出層間電容是繞組組內(nèi)電容的主體。隨后根據(jù)空間內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度決定電場(chǎng)儲(chǔ)能的基本原理，分析了立式、平面變壓器繞組層間和繞組組間儲(chǔ)能的情況，給出了典型繞組結(jié)構(gòu)的等效層間電容和組

4、間電容求法。對(duì)于繞組層數(shù)較多的情況，還討論了順繞和回繞兩種不同方式下層間電容的不同，給出了這兩種方式下層間電容的近似公式。 通過采用不同模型對(duì)一個(gè)雙管正激電路的仿真，驗(yàn)證了新模型能夠很好的體現(xiàn)變壓器的漏磁通。實(shí)際選取了傳統(tǒng)立式變壓器和平面變壓器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與計(jì)算的結(jié)果基本吻合，證明了文中提出的漏磁導(dǎo)電容和繞組分布電容計(jì)算方法的正確性，說(shuō)明所建立的回轉(zhuǎn)器－電容模型能夠較準(zhǔn)確的模擬實(shí)際的變壓器，為電力電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化