大功率高压开关电源变压器的损耗分析及散热控制

论文摘要

为了提高大功率高压开关电源的可靠性和稳定性,针对其变压器损耗与温升特性,进行理论分析和仿真实例验证,并提出一种损耗分析和散热控制方法。以Ansoft Maxwell软件建立变压器的3D模型,进行磁场的有限元分析;计算不同负载条件下的温升情况及散热所需风量,通过Ansys软件对温度场进行分析;以2000V/3A的开关电源模块为例,建立实际模型验证散热控制的有效性。研究结果表明:大功率高压开关电源的变压器损耗来源于绕组损耗和磁芯损耗;在自然冷风条件下,变压器散热情况较差,温升明显过高;采用本文所述方法所计算的风量能有效控制变压器的温升;采用该方法也可得到不同负载条件下变压器的对应损耗及所导致的温升,进一步达到调控温度的目的。

论文目录

• 1 变压器的磁场损耗分析
•   1.1 理论分析
•     1.1.1 磁芯损耗的理论分析
•     1.1.2 绕组损耗的理论分析
•   1.2 变压器的参数选定与建模
•     1.2.1 磁芯材料的选择
•     1.2.2 变压器的基本参数
•     1.2.3 变压器磁芯输入功率计算
•     1.2.4 几何建模
•   1.3 基于Ansoft软件的磁场损耗仿真计算
•     1.3.1 电感计算
•     1.3.2 变压器的磁场损耗仿真分析
• 2 变压器温度场的散热计算
•   2.1 自然风冷条件下变压器的温升仿真分析
•   2.2 不同负载下所需风量计算
•   2.3 强迫风冷条件下变压器温升仿真分析
• 3 实际模型的建立与测试验证
•   3.1 自然风冷条件下的温升测试
•   3.2 恒定风速散热模式的温升测试
•   3.3 自适应反馈调节风速散热模式的温升测试
• 4 散热控制的整体设计流程
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄毅,彭可,王文潮,陈练,董密,邵添,雷佳豪

关键词: 变压器,有限元分析,损耗特性,散热分析,散热控制

来源: 中南大学学报(自然科学版) 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 湖南师范大学工程与设计学院,中南大学自动化学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51677194),湖南省教育厅重点科研项目(17A129)~~

分类号: TM40

页码: 1089-1097

总页数: 9

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