[發明專利]一種變壓器用混合材料卷鐵心截面設計方法

在審

• 申請號: 202210086125.5
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114420435A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 張博;董婷;張淼
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F27/34;G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種變壓器用混合材料卷鐵心截面設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、計算峰值負載條件下的混合材料卷鐵心磁通密度；

步驟2、根據額定運行條件下和峰值負載條件下混合材料卷鐵心磁通密度；得到混合材料中每種材料的額定運行條件下和峰值負載條件下的損耗密度；

步驟3、計算混合材料卷鐵心截面中不同材料所占面積之間的相比值；

步驟4、根據卷鐵心截面形狀以及不同材料所占面積之間的相比值，計算每種材料在卷鐵心截面的分布情況，得到混合材料卷鐵心截面設計的方案。

2.根據權利要求1所述的變壓器用混合材料卷鐵心截面設計方法，其特征在于，所述步驟1中混合材料卷鐵心磁通密度，按如下公式計算：

其中，B_p為峰值負載條件下的卷鐵心磁通密度，B為額定運行條件下的混合材料卷鐵心磁通密度，K₁為負載系數，K₂為峰值負載系數。

3.根據權利要求2所述的變壓器用混合材料卷鐵心截面設計方法，其特征在于，所述步驟2中的混合材料包括材料1和材料2，材料1在額定運行條件下的損耗密度為P_n1，材料1在峰值負載條件下的損耗密度為P_p1，材料2在額定運行條件下的損耗密度為P_n2，材料2在峰值負載條件下的損耗密度為P_p2。

4.根據權利要求3所述的變壓器用混合材料卷鐵心截面設計方法，其特征在于，所述步驟3中混合材料卷鐵心截面中不同材料所占面積之間的相比值，按如下公式計算：

其中，K為混合材料卷鐵心截面中不同材料所占面積之間的相比值，t為峰值負載的持續時間。

5.根據權利要求4所述的變壓器用混合材料卷鐵心截面設計方法，其特征在于，所述混合材料卷鐵心截面為圓形時，按照分級方法進行卷鐵心截面設計，所述分級方法為采用若干個不同寬度的帶材層疊制成卷鐵心，所述混合材料卷鐵心的帶材疊片的片寬從中間到兩邊依次遞減，相同寬度的帶材疊片為同一級，混合材料卷鐵心截面設計的方案如下：

S1、計算混合材料卷鐵心圓形截面的半徑，公式如下：

其中，R為混合材料卷鐵心圓形截面的半徑，K_d為變壓器卷鐵心設計經驗系數，P_VA為變壓器每柱容量；

S2、計算混合材料卷鐵心帶材疊片每級的片寬和疊厚，公式如下：

其中，n為混合材料卷鐵心截面上的帶材疊片總級數，k為每級的編號，1≤k≤n，L_k為第k級帶材疊片的片寬，d_k為第k級帶材疊片的疊厚；

S3、計算每級帶材疊片的截面積，公式如下：

A_k＝L_k·d_k

其中，A_k為第k級帶材疊片的截面積；

S4、計算前k級中材料選擇系數，公式如下：

其中，η_k為前k級材料選擇系數；

S5、根據混合材料卷鐵心截面中不同材料所占面積之間的相比值K和材料選擇系數η_k確定前k級的材料，判斷條件，公式如下：

當滿足上述判斷條件時，第1～k級帶材疊片選用相同的材料，第k+1～n級帶材疊片選用相同的材料；

S6、比較P_n1和P_n2，當P_n1≤P_n2時，第1～k級帶材疊片選用材料1，第k+1～n級帶材疊片選用材料2；當P_n1＞P_n2時，第1～k級帶材疊片選用材料2，第k+1～n級帶材疊片選用材料1。