本文關(guān)鍵詞：微波爐用漏感變壓器電磁仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：如今,微波爐已經(jīng)成為現(xiàn)代廚房必備的烹飪電器,其便捷、快速、高效的加熱方式深受快節(jié)奏生活方式的都市家庭喜愛。而為響應(yīng)節(jié)能環(huán)保的社會主題,針對微波爐性能與功耗的研究便具有十分重要的意義。漏感變壓器作為微波爐內(nèi)部電源電路的核心元件,是專用于微波爐的一種特殊變壓器,其不僅具有普通變壓器的升降變壓功能,也具有穩(wěn)壓功能,以保證磁控管能夠在±10%左右電網(wǎng)電壓波動(dòng)情況下穩(wěn)定工作。因此,漏感變壓器的研究對于提升微波爐整體性能便顯得十分重要。而隨著有限元仿真軟件的發(fā)展,尤其對電磁場這一類復(fù)雜的抽象場問題更是提供了一套便捷與系統(tǒng)化的研究方法,使其相比于傳統(tǒng)研究方法,能夠大大縮短的研發(fā)周期,并且減少研究經(jīng)費(fèi)。本文正是基于ANSYS Workbench工作平臺,運(yùn)用電磁場仿真軟件Maxwell與系統(tǒng)仿真軟件Simplorer聯(lián)合仿真的方法,對型號MD-701CMR-1的漏感變壓器實(shí)物模型進(jìn)行有限元建模與仿真,并根據(jù)相關(guān)電磁特性與仿真結(jié)果,提出對其鐵芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,從而減少漏感變壓器運(yùn)行時(shí)的損耗。本文的詳細(xì)研究內(nèi)容由以下三部分組成:(1)本文針對型號為MD-701CMR-1漏感變壓器,運(yùn)用Maxwell電磁場仿真軟件進(jìn)行三維建模,并分別仿真該變壓器次級側(cè)繞組單獨(dú)接電容與通過半波倍壓整流電路連接磁控管等效負(fù)載時(shí)的電磁特性,通過對仿真結(jié)果的后處理得到其輸入輸出的電壓電流波形、磁場分布圖、損耗曲線等數(shù)據(jù);并通過模擬電網(wǎng)電壓的波動(dòng)情況,仿真出了漏感變壓器的穩(wěn)壓效果:初級側(cè)電壓在10%的變化情況下,磁控管兩端電壓峰值的變化保持在3%左右。(2)將Maxwell仿真結(jié)果通過Workbench工作平臺與瞬態(tài)熱場模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)連接,將電磁仿真結(jié)果中的各類損耗數(shù)據(jù)作為熱載荷加載到變壓器模型上,完成瞬態(tài)熱場的仿真分析。得到該漏感變壓器在額定工作10000s后模型的溫度云圖,其溫度最高可達(dá)135℃,位于初級側(cè)繞組。(3)根據(jù)漏感變壓器的工作原理,本文提出了一種基于E-E型,上下部分采用不同型號硅鋼片的鐵芯結(jié)構(gòu),目的在保證漏感變壓器穩(wěn)壓功能正常的前提下,降低變壓器的損耗,從而減輕發(fā)熱狀況。本文通過相同的仿真方法驗(yàn)證了該優(yōu)化方案的可行性,并使得漏感變壓器的最高溫升下降了25.81℃。
【關(guān)鍵詞】：漏感變壓器 有限元仿真 損耗優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM925.54
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 變壓器有限元仿真的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 微波爐使用漏感變壓器的發(fā)展態(tài)勢14-15
• 1.4 研究方法15
• 1.5 本文的研究目與主要內(nèi)容15-16
• 第二章 有限元軟件與分析方法介紹16-20
• 2.1 仿真軟件介紹16-18
• 2.1.1 ANSYS WORKBENCH軟件簡介16-17
• 2.1.2 電磁仿真軟件MAXWELL簡介17
• 2.1.3 SIMPLORER軟件簡介17-18
• 2.2 有限元分析方法在電磁場問題中的應(yīng)用18
• 2.3 本章小結(jié)18-20
• 第三章 漏感變壓器相關(guān)基本理論與工作原理20-30
• 3.1 麥克斯韋電磁場理論20
• 3.2 變壓器的工作原理20-22
• 3.3 漏感變壓器的穩(wěn)壓原理22-26
• 3.4 微波爐用漏感變壓器的設(shè)計(jì)方法26-27
• 3.5 微波爐內(nèi)部電源電路27-29
• 3.6 本章小結(jié)29-30
• 第四章 漏感變壓器的仿真30-52
• 4.1 建立三維模型30-32
• 4.2 設(shè)置材料參數(shù)32-35
• 4.3 設(shè)置邊界條件35-36
• 4.4 設(shè)置激勵(lì)36
• 4.5 網(wǎng)格剖分36-37
• 4.6 求解方式37-51
• 4.6.1 漏感變壓器連接諧振電容37-42
• 4.6.2 次級側(cè)接磁控管等效負(fù)載仿真42-48
• 4.6.3 漏感變壓器損耗分析48-49
• 4.6.4 漏感變壓器熱分析49-51
• 4.7 本章小結(jié)51-52
• 第五章 漏感變壓器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案52-61
• 5.1 模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化52-54
• 5.2 模型優(yōu)化前后空載勵(lì)磁電流比較54-55
• 5.3 次級側(cè)接磁控管負(fù)載仿真55-57
• 5.4 優(yōu)化后模型電壓輸入輸出波形57-58
• 5.5 優(yōu)化后模型磁場分布58-59
• 5.6 優(yōu)化后模型穩(wěn)壓功能仿真59-60
• 5.7 本章小結(jié)60-61
• 第六章 全文總結(jié)與展望61-63
• 6.1 全文總結(jié)61
• 6.2 后續(xù)工作展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 馮靜;;基于ANSYS的漏感變壓器仿真計(jì)算[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年06期

2 程道國;;低漏感高壓大功率充電變壓器的研制[J];電子元器件應(yīng)用;2001年08期

3 ;[J];;年期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張迪;微波爐用漏感變壓器電磁仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2016年

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本文編號：545430