中频变压器铁心损耗解析计算方法.doc

摘要:当今社会，伴随着第三次科技革命，电力变压器的研究发展受到各界的重视。由铁磁材料制作而成的变压器不可避免的有铁心损耗，，因此对于各种具体激励下的变压器铁损有详尽的计算便可对电能输送过程中的变压器铁损的减小抑制有具体依据。前人对于铁心损耗的研究主要集中于正弦激励下的变压器损耗计算，以及对于变压器的铁心材料特性的研究。因此本文对于铁心损耗的研究同样是对于以上两部分的延续，同时对区别于已有完整的解析计算方法的正弦激励下的铁心损耗的非正弦激励下的变压器铁心损耗也有涉猎。具体工作安排如下：

-首先，对于目前常用的铁心材料的特性进行详细分析。依次按照从超薄硅钢片到铁氧体再到非晶最后到纳米晶的顺序，对这几种材料的发展原因，锻造中高频变压器的铁芯所涉及的物理因素一一作详细论述。同时在对于这几种材料的特性进行详细论述的基础上对于中高频变压器的铁芯损耗作细致的理解。

-其次，本文对现有的几种用于变压器铁心损耗的计算方法进行详细对比分析。对于目前在生产生活中使用的几种变压器铁心损耗的方法，分别从这几种方法的产生背景，应用范围，各自的局限性来论述，以达到对于这些变压器铁损的计算方法的内涵的真正理解并为下面的变压器铁心损耗的计算方法拓展作充分准备。在对与中高频变压器的铁芯损耗作不同激励下的详细计算时要对于这些激励的形式作详细论述，为后文的对与非正弦激励下的中高频变压器的铁心损耗的研究作铺垫。

-再次，用已有的铁心损耗计算方法研究如何对于非正弦激励下的变压器铁心损耗进行计算，完成对经验公式的推广。在这一过程中不仅要对这些在正弦激励下这些计算方法所涉及的物理因素，以及各种物理现象如集肤效应等有深刻的了解，对于新出现的类似只能在正弦激励下使用的方法而到了非正弦激励则无法使用的方法理论则要心中有数，并找到相应的替代方法，完成相关的计算。

-最后，对非正弦激励如方波驱动下的变压器铁心损耗进行详细计算并校验其正确与否。在正确性上本文针对一种非正弦激励下的中高频变压器的铁心损耗进行详细计算，并和相应的仿真进行比较，以校验其的正确性。

关键词：中高频变压器，铁心损耗 ，非正弦激励，铁磁材料

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章高频铁心材料-4

2.1高频铁心材料特性-4

2.1.1超薄硅钢片-4

2.1.2铁氧体-4

2.1.3非晶-5

2.1.4纳米晶-6

2.2 几种高频铁心材料的对比-7

第3章 铁心损耗的计算方法-12

3.1 磁滞模型-12

Jiles-Atherto模型-12

Preisash模型-14

3.2损耗分离法-15

3.3经验公式法-16

3.4几种计算方法的对比-17

第4章 非正弦激励下铁心损耗计算的修正方法-19

4.1 Steinmetz修正公式-19

4.2广义Steinmetz公式-19

4.3 广义Steinmetz改进公式-20

4.4Steinmetz波形系数公式-20

4.5 几种修正方法的理论对比-21

第5章 中频变压器铁心损耗解析计算方法-22

5.1  电力电子变压器的控制方式与中频变压器端电压波形-22

5.2 占空比可调的矩形波激励下铁损解析计算公式的推导-23

5.3 算例-25

第6章 总结与展望-32

6.1 全文总结-32

6.2 未来展望-33

参考文献-35

致  谢-38