中频变压器漏感参数解析计算方法.doc

摘要：当今社会，伴随着电力电子器件和高频磁性材料的发展，电力电子变压器被越来越多地引入到高压大功率的应用领域。由于大功率中频变压器具有较高的工作频率，且变压器原一、二次绕组都与电力电子换流器进行连接，使得其特性和设计方法与传统的工频变压器存在着较大的差异。针对大功率中频变压器开展系统、科学的研究，对于未来电力电子变压器在电力机车、离岸风电以及智能电网中的广泛应用都具有重要的意义。具体工作安排如下：

首先，介绍了中频变压器漏感参数的研究背景和意义，总结了目前国内外中频变压器漏感参数解析计算发展现状，并且说明进一步研究的必要性。

其次，对变压器漏感的计算原理和测量方法进行了详细说明，并在电磁感应定律和全电流定律的基础上，阐述了Maxwell电磁方程组，描述了电场和磁场的性质以及两者间的相互转化关系。

再次，分析了漏感与漏磁场能量、漏磁链之间的关系，建立中频变压器模型。依据磁场分区思想，分别基于漏磁场能量与漏磁链对漏感参数解析计算公式进行了推导。通过对传统工频下和中频下漏感参数解析计算公式分别进行了推导，体现了漏感在绕组区域内随着频率变化而产生的差异。根据理想模型与实际工况的区别，说明了漏感计算解析参数的校正方法，并且分别对绕组电导率和漏磁场计算高度进行了校正。

最后，编写了漏感计算的Matlab m计算文件,比较两台样机漏感在参数校正前后解析计算值，验证了所推导的漏感解析计算公式的正确性，说明参数校正能够减小中频变压器漏感参数解析计算的误差。通过比较一台样机在考虑绕组区域磁通部分交链与忽略磁通部分交链取平均值漏感的计算值，证实了这种方法的可行性。

关键词：中频变压器，电力电子变压器，漏感参数，磁场分区，参数校正

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-2

第2章 变压器漏感计算的原理-4

2.1 变压器漏感-4

2.2 变压器漏感计算原理-4

2.3 变压器漏感的测量-4

第3章 Maxwell电磁方程组-7

3.1 电磁感应定律-7

3.2 全电流定律-7

3.3  Maxwell电磁方程组-7

第4章 中频变压器漏感参数解析计算方法-9

4.1 工频变压器漏感参数解析计算推导-9

4.2 高频涡流场条件下基于Maxwell电磁方程组的推导-11

4.3 中频变压器漏感参数解析计算推导-13

4.3.1 中频变压器理想模型-13

4.3.2 磁场分区思想-15

4.3.3 基于漏磁场能量的漏感参数解析计算公式推导-17

4.3.4 基于漏磁链的漏感参数解析计算公式推导-19

4.4 漏感计算解析参数校正-22

4.4.1 绕组电导率校正-22

4.4.2 漏磁场计算高度校正-24

4.5 绕组交叉换位技术-25

第5章 算例计算-26

5.1 算例计算-26

5.2 Matlab m计算文件的编写-26

5.2.1 样机1-26

5.2.2 样机2-27

5.3 计算结果分析-29

5.3.1 解析参数校正的结果分析-29

5.3.2 基于漏磁链的漏感参数解析计算公式的结果分析-32

第6章 总结与展望-34

6.1 全文总结-34

6.2 未来展望-35

参考文献-35

致  谢-38