【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,在高頻率下實現(xiàn)高功率的轉(zhuǎn)換已經(jīng)越來越普遍。作為電力電子變壓器的關(guān)鍵組成部分,高頻變壓器的尺寸和性能取決于鐵心工作頻率和材料磁特性,增大工作頻率會減小變壓器的重量和尺寸,然而損耗尤其是鐵心損耗將增大,限制了高頻變壓器的效率。高頻變壓器鐵心損耗大小與其所使用的鐵心材料及激勵形式密切相關(guān),作為高頻變壓器通常采用的鐵心材料——軟磁鐵氧體或納米晶,其在非正弦激勵下磁特性與損耗特性的研究及鐵心損耗的準(zhǔn)確計算等問題還有待進(jìn)一步解決。本文重點研究了軟磁鐵氧體或納米晶環(huán)形樣件的磁特性及在方波和PWM波激勵下的鐵心損耗模型。在測量方波和PWM波激勵下的鐵心材料的磁特性與損耗特性基礎(chǔ)上,提出了非正弦激勵下?lián)p耗分離模型的改進(jìn)形式,并將其應(yīng)用到高頻變壓器鐵心性能仿真計算中,為高頻變壓器鐵心結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計提供有力的參考依據(jù)。主要研究內(nèi)容有:首先,在實驗室現(xiàn)有測量系統(tǒng)基礎(chǔ)上,完成了環(huán)形鐵心非正弦磁特性測量系統(tǒng)的搭建,并對軟磁鐵氧體和納米晶兩種材料的環(huán)形樣件進(jìn)行了實驗測量。為了能更準(zhǔn)確的了解鐵心材料在不同激勵形式下的磁特性,分別采用了正弦波、方波和PWM波三種激勵形式進(jìn)行測量,繪制出了磁化曲線、損耗曲線以及磁滯回線,為鐵心損耗模型的建立打下基礎(chǔ),也為高頻變壓器的設(shè)計和制作提供了參考數(shù)據(jù)。然后,介紹并分析了幾個常被國內(nèi)外學(xué)者研究以及應(yīng)用的損耗模型,在鐵心損耗測量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對基于鐵耗分離模型的Barbisio算法做出了改進(jìn),將異常損耗系數(shù)表達(dá)為隨頻率和磁通密度變化的函數(shù)。同時,分析了橫截面為矩形的軟磁鐵氧體渦流路徑并推導(dǎo)出渦流損耗計算公式。最后,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)擬合了上述損耗模型參數(shù),建立了異常損耗參數(shù)數(shù)據(jù)庫,并驗證了該模型在方波和PWM波激勵下的有效性。利用MagNet商用有限元計算軟件對一臺高頻變壓器進(jìn)行了磁場仿真,采集了電流峰值時刻鐵心內(nèi)的磁場信息并輸出數(shù)據(jù)。利用所提出的損耗模型計算了鐵心每個采集節(jié)點的損耗數(shù)據(jù),最終得到了高頻變壓器鐵心的損耗分布。
【圖文】：

如圖1.2 所示，，電力電子變壓器在實際應(yīng)用當(dāng)中，高頻變壓器中鐵心的工作環(huán)境比較復(fù)雜，高頻變壓器電力電子變換器高頻信號高頻信號輸入工頻AC或DC控制器電力電子變換器輸出工頻AC或DC第 1 章 緒論

鐵心損耗測量系統(tǒng)圖
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM40

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