[發(fā)明專利]高頻變壓器最大設(shè)計容量的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510566266.7
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN105183992B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張寧;劉可可;王帥兵;李琳;魏曉光;張升;高陽;周萬迪;王新穎;丁驍
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;國家電網(wǎng)公司;華北電力大學(xué);國網(wǎng)浙江省電力公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;H01F41/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種高頻變壓器最大設(shè)計容量的確定方法，所述高頻變壓器的變比為1:1，原邊繞組和副邊繞組均采用Litz線繞制而成，其特征在于，所述方法包括：

步驟1：依據(jù)高頻變壓器的磁芯材料獲取所述高頻變壓器的磁芯損耗系數(shù)K_m和磁芯損耗指數(shù)；所述磁芯損耗指數(shù)包括指數(shù)α和指數(shù)β；所述磁芯損耗系數(shù)K_m、指數(shù)α和指數(shù)β均為常數(shù)；

步驟2：依據(jù)所述高頻變壓器的磁芯結(jié)構(gòu)和尺寸獲取高頻變壓器的磁芯面積積A_p、磁芯體積V_core和磁芯窗口面積W_a，以及溫升系數(shù)K_s；

步驟3：構(gòu)建所述高頻變壓器的最優(yōu)工作磁密計算模型，并依據(jù)該最優(yōu)工作磁密計算模型計算高頻變壓器的最優(yōu)工作磁密值B_opt；

步驟4：依據(jù)所述最優(yōu)工作磁密值B_opt、磁芯面積積A_p、所述Litz線的電流密度J和高頻變壓器的頻率f，計算初選設(shè)計容量S₀的值；

依據(jù)所述初選設(shè)計容量S₀、高頻變壓器原副邊的額定電壓U、磁芯截面積A_c和頻率f，計算高頻變壓器原副邊繞組的匝數(shù)N；

獲取所述Litz線的參數(shù)，所述參數(shù)包括Litz線包含的導(dǎo)線股數(shù)N_s、單股導(dǎo)線的線徑d_c和Litz線的電阻率ρ；計算高頻變壓器的交流繞組系數(shù)F_r的值；

依據(jù)高頻變壓器原副邊繞組的排布和絕緣排布，計算原副邊繞組的平均匝長MLT；

步驟5：構(gòu)建所述高頻變壓器的最大設(shè)計容量計算模型，并依據(jù)該最大設(shè)計容量計算模型計算最大設(shè)計容量S_m的值；

步驟6：依據(jù)最大設(shè)計容量S_m和高頻變壓器原副邊的額定電壓U計算高頻變壓器原副邊的額定電流I'；依據(jù)所述電流密度J和線徑d_c重新計算得到導(dǎo)線股數(shù)N′_s和電阻率ρ'，并重新計算得到交流繞組系數(shù)F′_r；將交流繞組系數(shù)F′_r和電阻率ρ'代入最大設(shè)計容量計算模型，得到新的最大設(shè)計容量S'_m；

步驟7：比較所述最大設(shè)計容量S'_m和最大設(shè)計容量S_m：

若二者的誤差小于誤差設(shè)定值，則最大設(shè)計容量S'_m為高頻變壓器最終的最大設(shè)計容量；

若二者的誤差大于誤差設(shè)定值，則返回步驟4，將最大設(shè)計容量S'_m的值賦值到所述初選設(shè)計容量S₀；

所述步驟5中最大設(shè)計容量計算模型的表達(dá)式為：

其中，k₂＝K_mV_core，

ΔT為溫升限制值；K_f為波形系數(shù)，K_u為繞組利用系數(shù)，η為高頻變壓器效率，W_a為磁芯窗口截面積，MLT表示原邊繞組或副邊繞組的平均匝長。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3中最優(yōu)工作磁密計算模型的表達(dá)式為：

其中，k₂＝K_mV_core，ΔT為溫升限制值。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4中初選設(shè)計容量S₀的計算公式為：

其中，K_f為波形系數(shù)，K_u為繞組利用系數(shù)，η為高頻變壓器效率；

所述高頻變壓器原副邊繞組的匝數(shù)N的計算公式為：

其中，B_m為工作磁密；

所述導(dǎo)線股數(shù)N_s的計算公式為：

其中，A_w為Litz線的載流面積，