[發明專利]基于離線熱損分析的在線變壓器散熱控制方法

在審

• 申請號: 201810803846.7
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108804856A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 彭可;黃毅;王文潮;陳練;趙卓;周琴琴;邵添
• 申請（專利權）人: 湖南師范大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 任益

本發明公開了一種基于離線熱損分析的在線變壓器散熱控制方法，具體包括以下步驟：確定開關電源變壓器的基本應用條件，建立變壓器的3D模型；根據變壓器的額定負載值設定負載值；進行離線熱損分析，得到溫升曲線；根據溫升曲線以及實時溫度檢測值對變壓器進行散熱控制。本發明根據離線熱損分析得到變壓器的溫升曲線，并結合變壓器實時監測溫度值自動在線調控散熱風機的風速，從而有效控制變壓器的溫升，可靠保證了變壓器以及大功率高壓開關電源運行的安全性和穩定性，大大提高了變壓器的使用壽命。

技術領域

本發明涉及變壓器維護技術領域，特別是一種變壓器的散熱控制方法。

背景技術

大功率高壓開關電源廣泛應用于雷達、工業微波爐、污水處理等多種場合，變壓器是大功率高壓開關電源的核心部件，占據了主要的重量和體積，也是重要發熱源之一，因此變壓器的設計是決定大功率高壓開關電源性能的關鍵因素。

由于變壓器是一個非線性元件，且在大功率、高頻高壓情況下表現出一些新的特性，使變壓器設計成為大功率高壓開關電源設計的一個難點。再加上，變壓器在工作過程中，其功率損耗會隨著工作頻率的高頻化不斷增長；與此同時，也直接導致了發熱量的不斷增加和溫度的不斷攀升。如果在變壓器運行過程中，其散熱問題不能得到很好處理，必然會導致變壓器溫度過高，進一步導致系統性能受到嚴重影響，甚至還會危害開關電源整體安全。

目前，在對變壓器進行散熱設計時，多是通過對散熱結構進行簡單的優化來實現，然而此種方式并不能很好的實現系統化的損耗分析與散熱控制，因此，針對大功率高壓開關電源變壓器設計一種系統的散熱控制方法顯得尤為必要。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種變壓器在線散熱控制方法，用于在變壓器運行過程中對其進行在線的溫度檢測與散熱控制，為保證變壓器以及大功率高壓開關電源的穩定可靠運行提供保障。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。

基于離線熱損分析的在線變壓器散熱控制方法，具體包括以下步驟：

A.確定開關電源變壓器的基本應用條件，建立變壓器的3D模型；

B.根據變壓器的額定負載值設定負載值；

C.進行離線熱損分析，得到溫升曲線；

D.根據溫升曲線以及實時溫度檢測值對變壓器進行散熱控制。

上述基于離線熱損分析的在線變壓器散熱控制方法，步驟A所述的基本應用條件包括大功率高壓開關電源的輸入電壓、輸出電壓、輸入電流、輸出電流、開關頻率和輸出效率。

上述基于離線熱損分析的在線變壓器散熱控制方法，，步驟C中所述離線熱損分析包括以下步驟：

C1.在磁場仿真軟件中設定好相應的條件，進行磁場有限元仿真分析，分別得到對應條件下變壓器的損耗情況；

C2.將已得出損耗情況的模型導入溫度場分析軟件進行有限元分析，計算出在自然風冷條件下開關電源變壓器的溫升情況，得到溫升曲線。

上述基于離線熱損分析的在線變壓器散熱控制方法，所述損耗情況包括繞組損耗和磁芯損耗。

上述基于離線熱損分析的在線變壓器散熱控制方法，步驟D中對變壓器進行散熱控制方法為：根據離線熱損分析得到的溫升曲線，進行過溫判斷；若溫度處于正常運行范圍內，則繼續實時監測變壓器的實時溫度值；若溫度反饋值高于過溫值時，將溫度值調用給增量式PI運算控制算法，根據算得的控制量來在線控制風機的風速大小，對變壓器進行散熱。

由于采用了以上技術方案，本發明所取得技術進步如下。