[發明專利]一種新型的變壓整流器熱分析模型處理方法

有效

• 申請號: 201910239056.5
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109977549B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 白榮博
• 申請（專利權）人: 成都安世亞太科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種新型的變壓整流器模型處理方法。采用詳細建模思路，對變壓整流器中變壓器進行模型處理及網格生成。模型包含繞組、匯流條、聚乙烯薄膜、絕緣漆。單層銅圈采用整體厚度建模方式，多層銅片通過疊加簡化成兩層，聚乙烯薄膜采用翹導熱模型簡化處理。匯流條保留原始模型不做簡化。匯流條插在不同繞組之間，其他部分接觸面采用共節點形式。繞組及匯流條纏繞的間隙由絕緣漆充滿，保留主要構型。通過這種建模思路進行熱分析，得到的結果滿足三方面的設計需求：1）整體真實的呈現變壓整流器的溫度場分布，數值模擬的結果和實驗對比誤差在5%以內；2）可以得到繞組不同厚度及不同位置的溫度場值；3）可以得到匯流條不同位置的溫度值。

技術領域

本發明涉及機電領域相關變壓器的熱分析，具體涉及一種新型變壓整流器熱分析的模型處理方法。

背景技術

通過計算流體力學的方法模擬變壓整流器中自然對流；通過數值模擬，得到溫度場的分布，這些結果將輔助變壓整流器的設計；在設計和實驗中以下幾個方面的數據比較關注：1）仿真得到的溫度場分布和實驗測定的結果之間的誤差；2）變壓器不同匯流條上溫度場的分布；3）繞組不同厚度及位置溫度場的分布。

以往均采用相對簡化的模型處理方式，在概念設計階段可以作定型評估使用，但詳細化設計階段很難滿足定量分析的需要，即使有些模型處理方法簡單的進行了繞組分層的處理方式，也依舊不能滿足分析需要。

使用詳細化建模方式可以滿足結果及精度的定量分析要求，建立的模型基本保留原始構型，包含有繞組、匯流條、聚乙烯薄膜、絕緣漆；除了考慮不同繞組分層外，還考慮了同層繞組分層的影響因素，以及不同部件之間的影響關系，為機電領域相關變壓器的熱分析提供一種建模的思路和方法。

發明內容

采用詳細建模思路，對變壓整流器中變壓器進行模型處理及網格生成，建立的模型包含繞組、匯流條、聚乙烯薄膜。

變壓器的繞組有四層，最外層和最內層的由銅線纏繞而成，采用等厚度一層建模方式處理；第二層（由外向內）繞組由六層銅片疊加而成，每層銅片表面包裹聚乙烯薄膜，將六層銅片簡化成兩層網格模型，包裹的六層聚乙烯薄膜簡化層等同厚度放置在該繞組層中間；第三層（由外向內）繞組由三層銅片疊加而成，每層銅片表面包裹聚乙烯薄膜，將三層銅片簡化成兩層網格模型；包裹的三層聚乙烯薄膜簡化層等同厚度放置在該繞組層中間。

變壓器的繞組有四層，每層繞組之間由兩層聚乙烯薄膜，聚乙烯薄膜和繞組之間采用共結點形式處理，保留聚乙烯薄膜真實厚度。

匯流條插在不同繞組層之間，匯流條保留原始模型不做簡化，匯流條和其他部分接觸面采用共節點形式。

繞組及匯流條纏繞之后的間隙由絕緣漆充滿，保留主要構型。

通過這種建模思路進行熱分析，得到的結果滿足設計及精度要求；整體真實的呈現變壓整流器的溫度場分布，數值模擬的結果和實驗對比誤差在5%以內；可以得到繞組不同厚度及不同位置的溫度場值；可以得到匯流條不同位置的溫度值。

附圖說明

圖1是整流變壓器中變壓器模型。

圖2 是變壓器中繞組、匯流條、聚乙烯薄膜位置關系。

圖3是變壓器整體網格模型。

圖4是變壓器模型處理，

圖中：1)第一層繞組（由外向內）； 2）第二層繞組； 3）第三層繞組；4）第四層繞組；5)第一個匯流條（由上向下）；6）第二個匯流條；7）第三個匯流條；8）第四個匯流條；9）第一層繞組、第二層繞組及第一個匯流之間的絕緣漆；10）第二個匯流條、第三個匯流條及第二層繞組之間的絕緣漆；11）第二層繞組、第三層繞組及第三個匯流之間的絕緣漆；12）第三層繞組、第四層繞組及第四個匯流之間的絕緣漆。

圖5 是變壓器模型處理。