[发明专利]高频变压器最大设计容量的确定方法

说明书

本发明提供了一种高频变压器最大设计容量的确定方法，包括步骤1：获取高频变压器的磁芯损耗系数；步骤2：获取高频变压器的磁芯面积积A_p、磁芯体积V_core和磁芯窗口面积W_a，以及温升系数K_s；步骤3：计算高频变压器的最优工作磁密值B_opt；步骤4：计算初选设计容量S₀的值、高频变压器原副边绕组的匝数N、交流绕组系数F_r和原副边绕组的平均匝长MLT；步骤5：计算最大设计容量S_m；步骤6：计算新的最大设计容量S'_m；步骤7：比较最大设计容量S'_m和最大设计容量S_m。与现有技术相比，本发明提供的一种高频变压器最大设计容量的确定方法，在磁芯结构和尺寸固定的条件下，可以方便地确定变压器的最大设计容量值。

技术领域

本发明涉及高频变压器技术领域，具体涉及一种高频变压器最大设计容量的确定方法。

背景技术

基于电力电子技术，国内外学者开始探索研究实现电能变换的新型智能变压器-电力电子变压器(Power Electronic Transformer，简称PET)，也称固态变压器(Solid-State Transformer，简称SST)。电力电子变压器作为一种高度可控的新型变电装备，其突出特点是能够实现对变压器原副边电压幅值与相位的灵活控制，以满足智能电网未来发展的许多新要求。而在电力电子变压器的大功率拓扑的实现中，中间的高频变压器本体是最基础也是最重要的电磁元件。随着设计容量不断提高，变压器体积不断增大，可通过提升工作频率的方法减小高频变压器本体的物理体积。

因此，高频变压器相比与传统的变压器，其优势在于：

(1)相同磁芯结构和尺寸时，变压器的原副边电压等级显著增大。

(2)相同磁芯结构和尺寸时，变压器的设计容量和功率密度显著增大。

(3)应用领域更加广泛，比如：配电网领域，直流输电领域，以及未来智能电网领域。用在电力电子拓扑中，组成的电力电子变压器可实现对原副边电压幅值与相位的灵活控制，可以满足智能电网未来发展的许多新要求。

目前，在工程技术上，对于高频变压器的设计，都是已知设计容量和频率等参数而展开设计，根据高频变压器的面积设计公式，确定磁芯的规格尺寸，然后，再进行绕组布置和绝缘安排的设计，最终，通过该种设计方式能够满足工程设计要求，但是，随着电力电子技术的发展，未来的电力电子变压器容量会更大，体积会更小，更加地实现装置集成化，对于其中的高频变压器体积要求会更加严格和精确。所以，就需要根据特定的磁芯规格尺寸，对高频变压器展开设计。在特定磁芯结构和尺寸下，为了最大化地提高设计容量，有必要找到一种设计方法，使得高频变压器的设计容量最大，以满足未来高频变压器的发展需求。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种高频变压器最大设计容量的确定方法。

本发明的技术方案是：

所述高频变压器的变比为1:1，原边绕组和副边绕组均采用Litz线绕制而成，所述方法包括：

步骤1：依据高频变压器的磁芯材料获取所述高频变压器的磁芯损耗系数K_m和磁芯损耗指数；所述磁芯损耗指数包括指数α和指数β；所述磁芯损耗系数K_m、指数α和指数β均为常数；

步骤2：依据所述高频变压器的磁芯结构和尺寸获取高频变压器的磁芯面积积A_p、磁芯体积V_core和磁芯窗口面积W_a，以及温升系数K_s；