[發明專利]一種用于光伏隔離變壓器電感分析

在審

• 申請號: 201810168680.6
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108509680A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 劉勃;劉善亮;劉煥剛;王寶營;李翔;李振曉;宋永昂;何洪勝;秦元明;安志勇;劉會來
• 申請（專利權）人: 青島昌盛日電太陽能科技股份有限公司;青島昌盛日電設計研究院有限公司;大工（青島）新能源材料技術研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 青島永基知識產權代理事務所(普通合伙) 37235
• 代理人: 殷雷

一種用于光伏隔離變壓器電感分析，它涉及一種光伏隔離變壓器技術領域。它包含如下步驟：通過Ansys軟件建立光伏隔離變壓器電感二維分析模型；建立合適大小的空氣區域，包圍輸電電纜的分析區域；設置輸電電纜的材料屬性，非磁性材料的相對磁導率設置為1，磁性材料的磁導率根據B?H曲線設定；選取要計算的電感的線圈模型并加入電感計算器；對光伏隔離變壓器二維分析模型進行劃分網格，保證網格劃分規整和細化。采用上述技術方案后，本發明有益效果為：通過本發明將采用有限元的方法運用Ansys軟件對光伏隔離變壓器電感進行仿真計算，可快速準確的得出線圈的自感以及線圈之間的互感，可以為光伏隔離變壓器設計起指導意義。

技術領域

本發明涉及光伏隔離變壓器技術領域，具體涉及一種用于光伏隔離變壓器電感分析。

背景技術

太陽能以其無污染、無噪音、分布廣泛等優勢越來越受到人們的關注。目前大多數的光伏并網發電系統都含有隔離變壓器，無隔離變壓器光伏發電系統存在著漏電電流問題。 隔離變壓器在單級式光伏并網逆變系統中非常重要，其性能好壞不僅關系到變壓器本身的效率、發熱等問題，而且決定著整個變換器的技術性能，甚至導致功率管的損壞和逆變失敗。其中隔離變壓器線圈的設計環節中線圈電感設計是重要環節。

現階隔離變壓器線圈的電感分析，一般通過理論編程進行分析計算，不易直觀實現；而采用有限元的方法通過Ansys軟件進行磁場仿真分析，能夠快速直觀準確的得出磁場分布，易于工程中設計操作。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種用于光伏隔離變壓器電感分析，容易直觀實現，采用有限元的方法通過Ansys軟件對用于光伏隔離變壓器電感進行磁場仿真分析，能夠快速直觀準確的得出磁場分布，易于工程中設計操作。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案是：它包含如下步驟：

1.通過Ansys軟件建立光伏隔離變壓器電感二維分析模型；

2.建立合適大小的空氣區域，包圍輸電電纜的分析區域；

3.設置輸電電纜的材料屬性，非磁性材料的相對磁導率設置為1，磁性材料的磁導率根據B-H曲線設定；

4.選取要計算的電感的線圈模型并加入電感計算器；

5.對光伏隔離變壓器二維分析模型進行劃分網格，保證網格劃分規整和細化；

6.對光伏隔離變壓器磁場二維分析模型施加電流密度；

7.定義分析所需的磁力線平行邊界條件；

8.通過Maxwell軟件進行仿真分析，對感應加熱線圈的整體磁場分布；

9.選取線圈模型調出線圈的自感和互感參數從而得出總電感。

所述電感可表示為：

式中，Wm為磁場儲能，L為計算的電感，I為產生磁場能量的電流。

所述磁場儲能的表達為：

通過磁場儲能的形式很容易計算出電感，電感與導體電流所產生的的磁場能量相關，以電感與電流形式表示的磁場能量。

所述磁場的儲能計算是通過磁場的勢函數計算獲得，在有限元計算中其表達是為：

。