基于镜像法的高频圆导线变压器漏感计算模型

高频变压器漏感是影响固态变压器功率传输特性及运行可靠性的一个重要参数,在设计阶段需要对其进行快速、精确的预测。由于数值法计算成本高昂,难以满足变压器设计阶段快速预测漏感的要求,目前常采用解析法计算漏感参数。基于一维磁场假设的计算模型忽略了绕组端部效应的影响,无法准确估计漏感。多数二维计算模型虽然考虑了横向漏磁通的影响,但泊松方程的求解及电流密度的级数表征导致其计算过程过于繁琐。因此,该文基于镜像原理准确提取磁芯窗口区域的漏磁场,推导该区域直流漏磁能量的解析表达式,并引入计及绕组集肤效应和邻近效应的频率相关因子,揭示宽频区间内漏感的衰减规律,建立能够同时考虑频变特性和绕组端部效应的漏感解析计算模型。最后,搭建漏感测量平台,针对具有不同孔隙率的变压器样机开展详细的实验研究。结果表明:所建模型的最大相对误差不超过5%,验证了该模型的准确性和有效性。

用多极理论分析特种截面传输线

本文应用多极理论分析一类特殊结构的TIM传输线，给出用多极理论分析这类传输线问题的使用规则。实例计算结果表明，用多极理论分析这类特种截面的传输线问题，不仅具有较高的计算精度，而且可以很方便地应用于传输线工程问题的设计与计算。

中频圆导线变压器漏感的精确解析计算

中频变压器作为反激直流变换器的核心部件,变压器漏感过大时产生的尖峰电压对开关器件的影响是不可忽视的。另外在谐振直流变换器中,变压器漏感需要与谐振电容、频率匹配才能使电路达到理想工作状态。因此,在设计直流变换器时,对变压器漏感进行精确的计算变得尤为重要。现有计算漏感的数值法无法灵活地运用于变压器设计中,解析法得到广泛的推广。目前中频圆导线变压器漏感的解析计算法大多基于面积等效法,但是等效后会使变压器窗口处绝缘区域面积偏大,漏感计算结果不够准确。另外也有对中频圆导线的频率效应进行直接分析,但忽略了匝间的不规则空隙,导致漏感计算结果偏小。为此,该文提出一种更加精确的漏感解析计算方法,不仅对圆导线的频率效应进行分析,而且考虑了匝间不规则空隙,以提高漏感的解析计算精度。最后基于搭建的变压器样机进行实验,验证了所提方法的正确性和有效性。

新型同心绞导线风阻力系数风洞试验

通过风洞试验测试了圆线同心绞导线、型线同心绞导线和新型同心绞导线在单根、双分裂和四分裂时的风阻力系数。测试结果表明:新型同心绞导线的风阻力系数随风速的增加而减小,与圆心同心绞导线和型线同心绞导线的风阻力系数随风速的变化规律不同;在低风速区,其风阻力系数大于圆线同心绞导线的风阻力系数,而在高风速区则相反;在单根和双分裂时的风阻力系数只有在高风速区时小于型线同心绞导线,而四分裂时的风阻力系数在整个测试风速范围内小于型线同心绞导线。

改进的磁元件圆导线绕组高频损耗模型

绕组损耗是磁性元件设计的关键,传统计算绕组高频涡流损耗的理论方法有Dowell模型和Bessel函数。随着功率变换器工作频率的提高以及多股绞线的应用,这些方法将带来很大的误差。通过深入分析涡流的集肤和邻近效应在圆导体上所产生的电流密度分布特性,提出一种改进的绕组高频损耗模型,能够更精确地计算高频下圆导体绕组的损耗。通过有限元仿真和样品测试验证了所提出模型的精度。

圆线同心绞架空导线相关技术指标的计算

原架空导线的产品标准GB/T 1179-1983中的一些常用规格没有被引入到修改后的GB/T 1179-1999标准中,本文根据GB/T 1179-1999及相关标准的有关规定,对这些没有被引入的常用规格的关键技术指标进行了计算,供用户实际应用的需求。

圆形非等芯橡套电缆结构设计

本文主要针对三大两小五芯橡套电缆的结构设计原理,通过建立数学模型图,应用QBASIC语言编制计算程序,求解所需参数,从而提高设计的准确性。

瓦形与圆形导体结构和成本之对比

五芯低压电力电缆产品有瓦形和圆形两种导体结构形式,结合导体实际生产情况,分别从导体结构、导体截面、产品成本等方面进行详细对比。结果表明:瓦形和圆形结构导体电力电缆产品各有优势,在生产制造时可根据实际情况合理选择。

柔性类圆芯准各向同性高温超导导体屏蔽电流场特性研究

由稀土(rare earth,Re)、钡(Ba)、铜(Cu)、氧(O)元素组成的第二代高温超导带材,统称为REBCO带材,因其高临界电流密度、良好的机械强度和电磁性能,在高场磁体中有着广泛的应用前景。然而,当REBCO带材处于变化的外磁场中时,磁场的垂直分量会穿透带材的宽度部分,产生分布不均匀且随时间变化的屏蔽电流场,这会对高精度的高场磁体产生较大影响。该文提出一种柔性类圆芯准各向同性高温超导导体的结构,利用有限元分析的方法计算其在77K不同外磁场方向、不同磁场幅值及不同励磁速率下的屏蔽电流场特性。然后,在与仿真条件相同的情况下对导体样品进行实验,实验结果与仿真结果相吻合。该文的研究结果可为柔性类圆芯准各向同性高温超导导体在今后的高场磁体设计中提供参考。

加工工艺对紧压圆形绞合导体直流电阻的影响

导体是电线电缆传输电力或信息的主体构件,铜导体作为传输电流性能优良的载体,一直广泛应用于电线电缆产品之中,是电线电缆的重要组成部分。导体直流电阻是衡量电线电缆电性能的重要指标。影响导体直流电阻的因素有很多,对于电力电缆紧压圆形绞合导体来说,绞合节距和填充系数是加工工艺中对导体直流电阻产生影响的重要因素。

钢芯铝型线绞线与钢芯铝绞线的主要性能对比

提出了导线截面利用率的概念,基于S、Z铝型线导体,给出了几种与常用规格圆线同心绞钢芯铝绞线对应的型线同心绞钢芯铝型绞线,将两者的部分基本参数和特性作了对比。结果表明:型线同心绞的钢芯铝型线绞线比圆线同心绞钢芯铝绞线的导体截面利用率约高15%,若截面积相等,钢芯铝型线绞线的直径约减小9%,其他性能几乎相同;若两者直径相等,则钢芯铝型线绞线的导体截面积、单位质量和抗拉力较大,同时直流电阻减小而载流量增大。钢芯铝型线绞线的安装可采用常规金具,具有一定的缓覆冰性能和较好的弧垂特性,将是输电线路使用中的一种重要线种。

电缆型线绞合铜导体技术初探

我国电力电缆生产厂家大多采用紧压圆形单丝生产铜导体,但也因此产生了诸多问题。型线绞合紧压铜导体结构紧密,紧压系数高达97%,其与传统圆形单丝紧压铜导体相比,在导体结构尺寸、材料用量及生产效率方面具有一定优势。探讨了型线绞合紧压铜导体的技术可行性和优越性、生产工艺的可控性。经过长期反复验证、跟踪研发,成功研制了型线绞合铜导体,并由此开发了紧凑节约型抗水树中压电力电缆。

铜骨架高温超导复合缆线的交流损耗计算

高温超导复合缆线的运行温度直接决定其载流性能,超导带材交流损耗计算的准确性对缆线的温升计算至关重要。面向具有铜骨架和双层高温超导带材结构的高温超导复合缆线,通过改进利兹线(Litz-wire)涡流损耗计算模型,将导电层作为利兹线结构中由多股线按一定节距扭转的束级结构的并联,分别计算了49.9 Hz和60 Hz下复合缆线的集肤效应损耗和邻近效应损耗。通过分析高温超导带材的平行磁场分量和垂直磁场分量,计算了复合缆线的磁滞损耗。最后,基于超导样缆交流损耗补偿测量系统,对0.2 m、110 kV/1.5 kA铜骨架高温超导复合缆线的交流损耗进行了测量,得到工频下1 200 A载流时的交流损耗为1.21 W。研究发现,在不同频率下,铜骨架高温超导复合缆线的交流损耗随传输电流的增大而增大。通过对比仿真和实验结果,验证了铜骨架高温超导复合缆线交流损耗计算结果的准确性。