CN111653424B - 一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法及系统 - Google Patents

一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111653424B
CN111653424B CN202010639349.5A CN202010639349A CN111653424B CN 111653424 B CN111653424 B CN 111653424B CN 202010639349 A CN202010639349 A CN 202010639349A CN 111653424 B CN111653424 B CN 111653424B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage winding
distance
distance value
medium
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN202010639349.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111653424A (zh
Inventor
李琳
袁轩
乔光尧
靳艳娇
邓占锋
赵国亮
李卫国
刘海军
李芳义
杨春
石秋雨
苏铁山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Electric Power University
Global Energy Interconnection Research Institute
Original Assignee
North China Electric Power University
Global Energy Interconnection Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Electric Power University, Global Energy Interconnection Research Institute filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN202010639349.5A priority Critical patent/CN111653424B/zh
Publication of CN111653424A publication Critical patent/CN111653424A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111653424B publication Critical patent/CN111653424B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06Coil winding
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
    • G01R33/1253Measuring galvano-magnetic properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

本发明涉及一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法及系统。该方法包括:获取高压绕组与铁心内柱间的距离;确定高压绕组与中压绕组间的距离;确定中压绕组区域漏磁能量;确定中压绕组和低压绕组间的距离;确定低压绕组与铁心内柱之间的距离;判断低压绕组与铁心内柱之间的距离与距离设计值的差值是否小于设定阈值;若是,将高压绕组与中压绕组之间的距离确定为高压绕组与中压绕组之间的最终距离,将中压绕组和低压绕组之间的距离确定为中压绕组和低压绕组之间的最终距离;若否,更新高压绕组与铁心内柱之间的距离,重新计算低压绕组与铁心内柱之间的距离。本发明可以适用于三绕组高频降压变压器,指导工程中三绕组高频降压变压器的设计。

Description

一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法及系统
技术领域
本发明涉及高频变压器领域,特别是涉及一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法及系统。
背景技术
高频变压器作为大规模直流源互联、电力机车牵引系统以及直流电网等领域的核心设备,对能量的高效传输、高低压侧电气隔离与电压变换起着至关重要的作用。在移相控制条件下,高频变压器的漏电感达到一定值才能实现开关管的软关断。并且,在直流变换比一定的条件下,漏电感直接影响高频变压器极限传输功率的大小,因此在高频变压器设计过程中应对漏电感的大小进行精确控制。
现有基于漏电感设计值确定高频变压器绕组间距离的方法,大多基于双绕组结构,通常先根据绝缘需要,确定低压绕组和铁心内柱间的距离,再调整低压绕组和高压绕组间距离使漏电感达到设计值。但该方法不能直接应用到三绕组高频降压变压器中,原因在于该结构的高压绕组和低压绕组间存在中压绕组区域,中压绕组区域的漏磁场强度存在频变效应,因此中压绕组的位置不仅影响高压绕组和中压绕组间的漏电感值,还会影响高压绕组和低压绕组间的漏电感值。
发明内容
本发明的目的是提供一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法及系统,以适用于三绕组高频降压变压器,指导工程中三绕组高频降压变压器的设计。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法,包括:
获取第一距离值;所述第一距离值为当前高压绕组与铁心内柱之间的距离;
根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和所述第一距离值,确定第二距离值;所述第二距离值为高压绕组与中压绕组之间的距离;
根据所述第一距离值和所述第二距离值,确定中压绕组区域漏磁能量;
根据所述中压绕组区域漏磁能量确定第三距离值;所述第三距离值为中压绕组和低压绕组之间的距离;
根据所述第一距离值、所述第二距离值和所述第三距离值,确定第四距离值;所述第四距离值为低压绕组与铁心内柱之间的距离;
判断所述第四距离值与距离设计值的差值是否小于设定阈值;
当所述第四距离值与距离设计值的差值小于设定阈值时,将所述第二距离值确定为高压绕组与中压绕组之间的最终距离;将所述第三距离值确定为中压绕组和低压绕组之间的最终距离;
当所述第四距离值与距离设计值的差值不小于设定阈值时,更新所述第一距离值;并返回根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和所述第一距离值,确定第二距离值的步骤。
可选的,所述获取第一距离值,之前还包括:
利用公式d10=1.5(dw1+dw2+dw3+dmin1+dmin2)确定所述第一距离值的初值;其中,d10为所述第一距离值的初值,dw1为高压绕组区域宽度,dw2为中压绕组区域宽度,dw3为低压绕组区域宽度,dmin1为高压绕组与中压绕组之间最小绝缘距离,dmin2为中压绕组与低压绕组之间最小绝缘距离。
可选的,所述根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和所述第一距离值,确定第二距离值的公式为:
Figure BDA0002570905420000021
其中,diso12为第二距离,即高压绕组和中压绕组之间的距离;Lσ12为高压绕组与中压绕组的漏电感设计值;hw1为高压绕组高度;μ0为真空磁导率;l1为高绕组平均匝长;m1为高压绕组层数;N1为高压绕组每层匝数;dins1为高压绕组匝间距离;dins2为中压绕组匝间距离;m2为中压绕组层数;δ为趋肤深度,
Figure BDA0002570905420000031
σ为铜电导率,f为变压器工作频率;F11、F12、F21和F22为中间变量,
Figure BDA0002570905420000032
df1为高压绕组厚度,
Figure BDA0002570905420000033
df2为中压绕组厚度。
可选的,所述根据所述第一距离值和所述第二距离值,确定中压绕组区域漏磁能量,具体包括:
将中压绕组等效为宽箔片,对等效后的宽箔片的电导率进行修正,利用公式
Figure BDA0002570905420000034
计算宽箔片的漏磁能量;其中,Wm为宽箔片的漏磁能量;N1为高压绕组每层匝数;I1为高压绕组电流有效值;hw2为中压绕组高度;μ0为真空磁导率;l2为中压绕组平均匝长;m1为高压绕组层数;δ为趋肤深度,
Figure BDA0002570905420000035
σ为铜电导率,f为变压器工作频率;Fm1和Fm2为中间变量,
Figure BDA0002570905420000036
df2为中压绕组厚度,dins2为中压绕组匝间距离,η为修正系数,
Figure BDA0002570905420000037
m2为中压绕组层数,hr为中压绕组单匝高度,df2为中压绕组厚度,N2为中压绕组每层匝数;
将所述宽箔片的漏磁能量确定为所述中压绕组区域的漏磁能量。
可选的,所述根据所述中压绕组区域漏磁能量确定第三距离值,具体公式为:
Figure BDA0002570905420000038
其中,diso23为第三距离值,即中压绕组和低压绕组之间的距离;hw2为中压绕组高度;μ0为真空磁导率;l2为中压绕组平均匝长;m1为高压绕组层数;N1为高压绕组每层匝数;Lσ13为高压绕组与低压绕组的漏电感设计值;dins1为高压绕组匝间距离;dins3为低压绕组匝间距离;m1为高压绕组层数;Fm1和Fm2为中间变量,
Figure BDA0002570905420000041
Figure BDA0002570905420000042
df2为中压绕组厚度,η为修正系数,
Figure BDA0002570905420000043
m2为中压绕组层数,hr为中压绕组单匝高度,N2为中压绕组每层匝数;F11、F12、F31和F32为中间变量,
Figure BDA0002570905420000044
Figure BDA0002570905420000045
df1为高压绕组厚度,
Figure BDA0002570905420000046
Figure BDA0002570905420000047
df3为低压绕组厚度;diso12为第二距离。
可选的,所述根据所述第一距离值、所述第二距离值和所述第三距离值,确定第四距离值,具体包括:
利用公式d2=d1-diso12-dw2-diso23-dw3确定所述第四距离值;其中,d2为第四距离值;d1为第一距离值;diso12为第二距离值;diso23为第三距离值;dw2为中压绕组区域宽度;dw3为低压绕组区域宽度。
可选的,所述距离设计值为满足低压绕组实际应用电压等级下根据绝缘条件确定的最小绝缘距离。
可选的,所述设定阈值为所述距离设计值的2%。
可选的,所述当所述第四距离值与距离设计值的差值不小于设定阈值时,更新所述第一距离值,具体包括:
减小所述第一距离值的数值。
本发明还提供一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定系统,包括:
第一距离值获取模块,用于获取第一距离值;所述第一距离值为当前高压绕组与铁心内柱之间的距离;
第二距离值确定模块,用于根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和所述第一距离值,确定第二距离值;所述第二距离值为高压绕组与中压绕组之间的距离;
中压绕组区域漏磁能量确定模块,用于根据所述第一距离值和所述第二距离值,确定中压绕组区域漏磁能量;
第三距离值确定模块,用于根据所述中压绕组区域漏磁能量确定第三距离值;所述第三距离值为中压绕组和低压绕组之间的距离;
第四距离值确定模块,用于根据所述第一距离值、所述第二距离值和所述第三距离值,确定第四距离值;所述第四距离值为低压绕组与铁心内柱之间的距离;
判断模块,用于判断所述第四距离值与距离设计值的差值是否小于设定阈值;
最终距离确定模块,用于当所述第四距离值与距离设计值的差值小于设定阈值时,将所述第二距离值确定为高压绕组与中压绕组之间的最终距离;将所述第三距离值确定为中压绕组和低压绕组之间的最终距离;
更新模块,用于当所述第四距离值与距离设计值的差值不小于设定阈值时,更新所述第一距离值;并返回根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和所述第一距离值,确定第二距离值的步骤。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明能够在给定漏电感设计值的前提下对三绕组高频降压变压器绕组间距离进行准确计算,同时可以保证低压绕组与铁心内柱间距离满足其绝缘要求。对于指导工程中三绕组高频降压变压器的设计具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为三绕组高频降压变压器主视图;
图2为三绕组高频降压变压器俯视图;
图3为本发明三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法的流程示意图;
图4为本发明三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
三绕组高频降压变压器中,高压绕组和低压绕组间存在中压绕组区域,如图1和图2所示,三绕组高频降压变压器中的绕组排布由铁心内柱向外依次为低压绕组、中压绕组、高压绕组。本发明基于漏电感设计值,可以确定三绕组高频降压变压器的绕组间的距离,包括高压绕组与中压绕组之间的距离和中压绕组和低压绕组之间的距离。
图3为本发明三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法的流程示意图。如图3所示,本发明三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法包括以下步骤:
步骤100:获取第一距离值。第一距离值为当前高压绕组与铁心内柱之间的距离。高压绕组与铁心内柱之间的距离初值d10为:
d10=1.5(dw1+dw2+dw3+dmin1+dmin2);
其中,d10为所述第一距离值的初值,dw1为高压绕组区域宽度,dw2为中压绕组区域宽度,dw3为低压绕组区域宽度,dmin1为高压绕组与中压绕组之间最小绝缘距离,dmin2为中压绕组与低压绕组之间最小绝缘距离。
步骤200:根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和第一距离值,确定第二距离值。第二距离值为高压绕组与中压绕组之间的距离。具体公式为:
Figure BDA0002570905420000071
其中,diso12为第二距离,即高压绕组和中压绕组之间的距离;Lσ12为高压绕组与中压绕组的漏电感设计值;hw1为高压绕组高度;μ0为真空磁导率;l1为高绕组平均匝长;m1为高压绕组层数;N1为高压绕组每层匝数;dins1为高压绕组匝间距离;dins2为中压绕组匝间距离;m2为中压绕组层数;δ为趋肤深度,
Figure BDA0002570905420000072
σ为铜电导率,f为变压器工作频率;F11、F12、F21和F22为中间变量,
Figure BDA0002570905420000073
df1为高压绕组厚度,
Figure BDA0002570905420000074
df2为中压绕组厚度。
步骤300:根据第一距离值和第二距离值,确定中压绕组区域漏磁能量。本发明将中压绕组等效为一个宽箔片,并将等效后的宽箔片的电导率进行修正,可以近似计算出宽箔片区域的漏磁能量,宽箔片区域的漏磁能量即为中压绕组区域漏磁能量。宽箔片区域漏磁能量计算公式为:
Figure BDA0002570905420000075
其中,Wm为宽箔片的漏磁能量,即中压绕组区域漏磁能量;N1为高压绕组每层匝数;I1为高压绕组电流有效值;hw2为中压绕组高度;μ0为真空磁导率;l2为中压绕组平均匝长;m1为高压绕组层数;δ为趋肤深度,
Figure BDA0002570905420000076
σ为铜电导率,f为变压器工作频率;Fm1和Fm2为中间变量,
Figure BDA0002570905420000077
df2为中压绕组厚度,dins2为中压绕组匝间距离,η为修正系数,
Figure BDA0002570905420000078
m2为中压绕组层数,hr为中压绕组单匝高度,df2为中压绕组厚度,N2为中压绕组每层匝数。
步骤400:根据中压绕组区域漏磁能量确定第三距离值。第三距离值为中压绕组和低压绕组之间的距离。得到中压绕组区域漏磁能量后,可以推导基于高低压绕组间漏电感设计值的中压绕组和低压绕组间距离,即第三距离值。公式如下:
Figure BDA0002570905420000081
其中,diso23为第三距离值,即中压绕组和低压绕组之间的距离;hw2为中压绕组高度;μ0为真空磁导率;l2为中压绕组平均匝长;m1为高压绕组层数;N1为高压绕组每层匝数;Lσ13为高压绕组与低压绕组的漏电感设计值;dins1为高压绕组匝间距离;dins3为低压绕组匝间距离;m1为高压绕组层数;Fm1和Fm2为中间变量,
Figure BDA0002570905420000082
Figure BDA0002570905420000083
df2为中压绕组厚度,η为修正系数,
Figure BDA0002570905420000084
m2为中压绕组层数,hr为中压绕组单匝高度,N2为中压绕组每层匝数;F11、F12、F31和F32为中间变量,
Figure BDA0002570905420000085
Figure BDA0002570905420000086
df1为高压绕组厚度,
Figure BDA0002570905420000087
Figure BDA0002570905420000088
df3为低压绕组厚度;;diso12为第二距离。
步骤500:根据第一距离值、第二距离值和第三距离值,确定第四距离值。第四距离值为低压绕组与铁心内柱之间的距离。第四距离值d2为:
d2=d1-diso12-dw2-diso23-dw3
其中,d2为第四距离值;d1为第一距离值;diso12为第二距离值;diso23为第三距离值;dw2为中压绕组区域宽度;dw3为低压绕组区域宽度。
步骤600:判断第四距离值与距离设计值的差值是否小于设定阈值。如果是,执行步骤700;如果否,执行步骤800。本发明中距离设计值为满足低压绕组实际应用电压等级下根据绝缘条件确定的最小绝缘距离,设定阈值为所述距离设计值的2%,此时第四距离值十分接近距离设计值。
步骤700:将第二距离值确定为高压绕组与中压绕组之间的最终距离,将第三距离值确定为中压绕组和低压绕组之间的最终距离。
步骤800:更新第一距离值。并返回步骤200。当第四距离值与距离设计值相差较大时,需要更新第一距离值,然后按照步骤200-步骤600的过程重新计算第四距离值并判断是否符合要求。本发明中高压绕组与铁心内柱之间的距离初值即第一距离的初值较大,所以初次计算得到的第四阈值会大于距离设计值,且两者相差较多,即第四距离值与距离设计值的差值大于设定阈值,因此,采用减小第一距离值的方式更新第一距离值,使第四距离值逐渐接近距离设计值。
采用三上述方法可以在漏电感设计值一定的情况下,确定高频降压变压器高压绕组、中压绕组和低压绕组的位置,为工程设计提供指导。
对应上述方法,本发明还提供一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定系统,图4为本发明三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定系统的结构示意图。如图4所示,本发明三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定系统包括以下结构:
第一距离值获取模块401,用于获取第一距离值;所述第一距离值为当前高压绕组与铁心内柱之间的距离。
第二距离值确定模块402,用于根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和所述第一距离值,确定第二距离值;所述第二距离值为高压绕组与中压绕组之间的距离。
中压绕组区域漏磁能量确定模块403,用于根据所述第一距离值和所述第二距离值,确定中压绕组区域漏磁能量。
第三距离值确定模块404,用于根据所述中压绕组区域漏磁能量确定第三距离值;所述第三距离值为中压绕组和低压绕组之间的距离。
第四距离值确定模块405,用于根据所述第一距离值、所述第二距离值和所述第三距离值,确定第四距离值;所述第四距离值为低压绕组与铁心内柱之间的距离。
判断模块406,用于判断所述第四距离值与距离设计值的差值是否小于设定阈值。
最终距离确定模块407,用于当所述第四距离值与距离设计值的差值小于设定阈值时,将所述第二距离值确定为高压绕组与中压绕组之间的最终距离;将所述第三距离值确定为中压绕组和低压绕组之间的最终距离。
更新模块408,用于当所述第四距离值与距离设计值的差值不小于设定阈值时,更新所述第一距离值;并返回根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和所述第一距离值,确定第二距离值的步骤。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法,其特征在于,包括:
获取第一距离值;所述第一距离值为当前高压绕组与铁心内柱之间的距离;
根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和所述第一距离值,确定第二距离值;所述第二距离值为高压绕组与中压绕组之间的距离;确定第二距离值的公式为:
Figure FDA0002983471280000011
其中,diso12为第二距离,即高压绕组和中压绕组之间的距离;Lσ12为高压绕组与中压绕组的漏电感设计值;hw1为高压绕组高度;μ0为真空磁导率;l1为高压绕组平均匝长;m1为高压绕组层数;N1为高压绕组每层匝数;dins1为高压绕组匝间距离;dins2为中压绕组匝间距离;m2为中压绕组层数;δ为趋肤深度,
Figure FDA0002983471280000012
σ为铜电导率,f为变压器工作频率;F11、F12、F21和F22为中间变量,
Figure FDA0002983471280000013
df1为高压绕组厚度,
Figure FDA0002983471280000014
df2为中压绕组厚度;
根据所述第一距离值和所述第二距离值,确定中压绕组区域漏磁能量,具体过程为:将中压绕组等效为宽箔片,对等效后的宽箔片的电导率进行修正,利用公式
Figure FDA0002983471280000015
计算宽箔片的漏磁能量;其中,Wm为宽箔片的漏磁能量;I1为高压绕组电流有效值;hw2为中压绕组高度;l2为中压绕组平均匝长;Fm1和Fm2为中间变量,
Figure FDA0002983471280000016
Figure FDA0002983471280000021
η为修正系数,
Figure FDA0002983471280000022
hr为中压绕组单匝高度,N2为中压绕组每层匝数;将所述宽箔片的漏磁能量确定为所述中压绕组区域的漏磁能量;
根据所述中压绕组区域漏磁能量确定第三距离值;所述第三距离值为中压绕组和低压绕组之间的距离;确定第三距离值的具体公式为:
Figure FDA0002983471280000023
其中,diso23为第三距离值,即中压绕组和低压绕组之间的距离;Lσ13为高压绕组与低压绕组的漏电感设计值;dins3为低压绕组匝间距离;m3为低压绕组层数;F31和F32为中间变量,
Figure FDA0002983471280000024
df3为低压绕组厚度;
根据所述第一距离值、所述第二距离值和所述第三距离值,确定第四距离值;所述第四距离值为低压绕组与铁心内柱之间的距离;确定第四距离值的具体为:d2=d1-diso12-dw2-diso23-dw3;其中,d2为第四距离值;d1为第一距离值;dw2为中压绕组区域宽度;dw3为低压绕组区域宽度;
判断所述第四距离值与距离设计值的差值是否小于设定阈值;
当所述第四距离值与距离设计值的差值小于设定阈值时,将所述第二距离值确定为高压绕组与中压绕组之间的最终距离;将所述第三距离值确定为中压绕组和低压绕组之间的最终距离;
当所述第四距离值与距离设计值的差值不小于设定阈值时,更新所述第一距离值;并返回根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和所述第一距离值,确定第二距离值的步骤。
2.根据权利要求1所述的三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法,其特征在于,所述获取第一距离值,之前还包括:
利用公式d10=1.5(dw1+dw2+dw3+dmin1+dmin2)确定所述第一距离值的初值;其中,d10为所述第一距离值的初值,dw1为高压绕组区域宽度,dw2为中压绕组区域宽度,dw3为低压绕组区域宽度,dmin1为高压绕组与中压绕组之间最小绝缘距离,dmin2为中压绕组与低压绕组之间最小绝缘距离。
3.根据权利要求2所述的三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法,其特征在于,所述距离设计值为满足低压绕组实际应用电压等级下根据绝缘条件确定的最小绝缘距离。
4.根据权利要求3所述的三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法,其特征在于,所述设定阈值为所述距离设计值的2%。
5.根据权利要求1所述的三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法,其特征在于,所述当所述第四距离值与距离设计值的差值不小于设定阈值时,更新所述第一距离值,具体包括:
减小所述第一距离值的数值。
6.一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定系统,其特征在于,包括:
第一距离值获取模块,用于获取第一距离值;所述第一距离值为当前高压绕组与铁心内柱之间的距离;
第二距离值确定模块,用于根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和所述第一距离值,确定第二距离值;所述第二距离值为高压绕组与中压绕组之间的距离;确定第二距离值的公式为:
Figure FDA0002983471280000031
其中,diso12为第二距离,即高压绕组和中压绕组之间的距离;Lσ12为高压绕组与中压绕组的漏电感设计值;hw1为高压绕组高度;μ0为真空磁导率;l1为高压绕组平均匝长;m1为高压绕组层数;N1为高压绕组每层匝数;dins1为高压绕组匝间距离;dins2为中压绕组匝间距离;m2为中压绕组层数;δ为趋肤深度,
Figure FDA0002983471280000041
σ为铜电导率,f为变压器工作频率;F11、F12、F21和F22为中间变量,
Figure FDA0002983471280000042
df1为高压绕组厚度,
Figure FDA0002983471280000043
df2为中压绕组厚度;
中压绕组区域漏磁能量确定模块,用于根据所述第一距离值和所述第二距离值,确定中压绕组区域漏磁能量具体过程为:将中压绕组等效为宽箔片,对等效后的宽箔片的电导率进行修正,利用公式
Figure FDA0002983471280000044
计算宽箔片的漏磁能量;其中,Wm为宽箔片的漏磁能量;I1为高压绕组电流有效值;hw2为中压绕组高度;l2为中压绕组平均匝长;Fm1和Fm2为中间变量,
Figure FDA0002983471280000045
η为修正系数,
Figure FDA0002983471280000046
hr为中压绕组单匝高度,N2为中压绕组每层匝数;将所述宽箔片的漏磁能量确定为所述中压绕组区域的漏磁能量;
第三距离值确定模块,用于根据所述中压绕组区域漏磁能量利用公式
Figure FDA0002983471280000047
确定第三距离值;所述第三距离值为中压绕组和低压绕组之间的距离;其中,diso23为第三距离值,即中压绕组和低压绕组之间的距离;Lσ13为高压绕组与低压绕组的漏电感设计值;dins3为低压绕组匝间距离;m3为低压绕组层数;F31和F32为中间变量,
Figure FDA0002983471280000048
df3为低压绕组厚度;
第四距离值确定模块,用于根据所述第一距离值、所述第二距离值和所述第三距离值,利用公式d2=d1-diso12-dw2-diso23-dw3确定第四距离值;所述第四距离值为低压绕组与铁心内柱之间的距离;其中,d2为第四距离值;d1为第一距离值;dw2为中压绕组区域宽度;dw3为低压绕组区域宽度;
判断模块,用于判断所述第四距离值与距离设计值的差值是否小于设定阈值;
最终距离确定模块,用于当所述第四距离值与距离设计值的差值小于设定阈值时,将所述第二距离值确定为高压绕组与中压绕组之间的最终距离;将所述第三距离值确定为中压绕组和低压绕组之间的最终距离;
更新模块,用于当所述第四距离值与距离设计值的差值不小于设定阈值时,更新所述第一距离值;并返回根据高压绕组与中压绕组的漏电感设计值和所述第一距离值,确定第二距离值的步骤。
CN202010639349.5A 2020-07-06 2020-07-06 一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法及系统 Expired - Fee Related CN111653424B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010639349.5A CN111653424B (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010639349.5A CN111653424B (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111653424A CN111653424A (zh) 2020-09-11
CN111653424B true CN111653424B (zh) 2021-05-14

Family

ID=72351057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010639349.5A Expired - Fee Related CN111653424B (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111653424B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005015785A1 (de) * 2005-04-01 2006-11-16 Siemens Ag Transformator mit elektrischer Abschirmung
CN105742047A (zh) * 2015-12-30 2016-07-06 国网智能电网研究院 一种高频变压器本体电感参数的控制方法
CN208189367U (zh) * 2018-05-24 2018-12-04 南京立业电力变压器有限公司 新型变压器线圈排列结构
CN110619991A (zh) * 2018-06-20 2019-12-27 特变电工衡阳变压器有限公司 一种适用于多频率的试验变压器
CN110517874B (zh) * 2019-08-05 2021-01-26 三峡大学 一种大功率中频电力变压器设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111653424A (zh) 2020-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. High-frequency transformer design with medium-voltage insulation for resonant converter in solid-state transformer
Li et al. A novel PCB winding transformer with controllable leakage integration for a 6.6 kW 500kHz high efficiency high density bi-directional on-board charger
CN112052562B (zh) 一种高频大功率三相变压器设计方法
CN105183947A (zh) 基于寄生参数效应分析的高频变压器传输特性优化方法
CN105932896A (zh) 一种带共模电流抑制的光伏并网逆变器及其抑制方法
Gao et al. A medium-voltage transformer with integrated leakage inductance for 10 kV SiC-based dual-active-bridge converter
Hu et al. Magnetic coupler design procedure for IPT system and its application to EVs' wireless charging
CN111653424B (zh) 一种三绕组高频降压变压器的绕组间距离确定方法及系统
Ge et al. Low-loss segmented shielding technique for PCB-winding planar transformers
CN110556233A (zh) 一种系列化的漏感集成型高频变压器结构及实现方法
Nazerian et al. Optimum design of planar transformer for LLC resonant converter using metaheuristic method
Nia et al. EMC improvement for high voltage pulse transformers by pareto-optimal design of a geometry structure based on parasitic analysis and EMI propagation
CN108666067B (zh) 一种高效率集成式llc谐振变压器
CN103731015A (zh) 抑制变频调速系统共模电压的电流反馈有源滤波器
Nomura et al. Conducted common mode noise reduction for boost converters using leakage inductance of coupled inductor
Mohammadi et al. High frequency transformer design for specific static magnetising and leakage inductances using combination of multi-layer perceptron neural networks and fem simulations
CN116435072A (zh) 一种高频变压器及其漏感参数计算优化方法
CN110826198B (zh) 一种小型化油浸式空心耦合电抗器设计方法
CN111478575B (zh) 一种高压电源电磁干扰滤波器设计方法
CN203911739U (zh) 抑制变频调速系统共模电压的电流反馈有源滤波器
CN109286325B (zh) 一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法
Zhao et al. An interleaved structure for a high-voltage planar transformer for a Travelling-Wave Tube
Pawaskar et al. Harmonic filter with low coupling capacitance for Medium Voltage, high dv/dt PWM converters
CN117198710B (zh) 一种共模电感及其绕制方法、电源装置
CN116502472B (zh) 一种高频变压器漏感计算方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210514