华侨大学研究生学位论文开题报告

1、华侨大学硕士论文开题报告华侨大学硕士论文开题报告工频逆变变压器导磁结构设计与短路阻抗工频逆变变压器导磁结构设计与短路阻抗研究研究报告人：曾文辉专 业：电气工程导 师：郑力新、叶志军日 期：2016.04.08课题研究背景及意义课题研究背景及意义课题研究内容及方案课题研究内容及方案课题预期目标课题预期目标课题特色及创新之处课题特色及创新之处课题进度课题进度23451已完成的课题内容已完成的课题内容6图1 UPS电源单机拓扑图图2 传统单相桥式整流逆变电路图3 合并单相桥式整流逆变电路短路阻抗是涉及变压器成本、效率及运行安全的非常重要的经济技术指标。设计变压器时，必须根据设备运行要求来设计变压器的

2、短路阻抗。变压器绕组分布和绕组间的磁通导板对变压器短路阻抗有着紧密的联系。通过改变绕组分布以及磁通导板的厚度，分析得到与短路阻抗的关系式。逆变器中变压器也可充当滤波电路中的电感，减少生产成本。1对降低变压器成本，提高性能指标，对高电压大容量新产品的研发具有重要意义。作者及文章作者及文章优缺点优缺点国内P. Li,G. Q. Huang：Research on Calculating Leakage Inductance of Power Transformer and is Application to Winding Deformation Analysis考虑了绕组形变，忽略了铁芯饱和李英

3、：用能量法计算电抗的实例基于数值法计算Zk，忽略涡流及变压器箱漏磁场的影响仇剑东，林鹤云：基于能量法的配电变压器短路阻抗计算何东升，林志力：变压器短路阻抗的精确计算方法探讨考虑附加损耗，提出更精准的Zk计算方法国外Ye Z. J., Kreischer C：Analysis of Transformer Short Circuit Characteristics Based on 3D Finite Element Method考虑了变压器铁芯的饱和，利用有限元软件研究铁芯饱和对变压器短路阻抗的影响Hurley W. G., Wilcox D. J., Mcnamara P. S.: Calc

4、ulation of Short Circuit Impedance and Leakage Impedance in Transformer Windings利用麦克斯韦方程组推导出短路阻抗和漏阻抗的计算公式，自感和互感的表达式Hurley W. G., Wilcox D. J.: Calculation of Leakage Inductance in Transformer Windings单相变压器的自感和互感的表达式Wilcox D. J., Hurley W. Conlon G., M.: Calculation of self and mutual impedances betw

5、een sections of transformer windings铁芯的相对磁导率为常数，未考虑到铁芯饱和 针对工频逆变输出变压器，提出绕组分布影响变压器短路阻抗的机理1 针对工频逆变输出变压器，提出磁通导板厚度影响变压器短路阻抗的机理221.利用有限元软件FLUX 3D建立容量为20kVA的单相变压器模型。32.基于单相变压器有限元模型，通过改变变压器磁通导板厚度，研究单相变压器短路阻抗。3. 基于单相变压器有限元模型，通过改变变压器绕组的分布，研究单相变压器短路阻抗。1基于变压器的有限元模型，得到短路阻基于变压器的有限元模型，得到短路阻抗与磁通导板和绕组分布的关系抗与磁通导板和绕组分

6、布的关系2预计在国内外核心刊物和会议上发表论文预计在国内外核心刊物和会议上发表论文1-2篇，申请专利篇，申请专利1项项42016.12016.32016.62016.92016.122017.22017.5研究变压器在各工况下的磁场分布；理论推导变压器短路阻抗与磁通导板和绕组分布的关系在爱维达电子有限公司搭建实验平台，测量变压器各种工况下的数据。基于FLUX 3D软件建立有限元模型，并且验证该模型的准确性。改变变压器绕组分布，得到相应的短路阻抗值并分析得出二者的关系。改变变压器绕组间磁通导板的厚度，得到相应的短路阻抗并分析二者的关系。总结研究成果，进行技术成果鉴定；完成毕业论文修订和答辩工作。

7、5初级额定电压初级额定电压U1N104V次级额定电压次级额定电压U2N240V初级额定电流I1N145.9A次级额定电流I2N62.2A初级绕组匝数N145次级绕组匝数N2104额定功率PN20kw额定频率 f50Hz表1 变压器额定参数6单位：mm铁芯外长铁芯外长190单层低压绕组高度单层低压绕组高度33.3铁芯外高410单层高压绕组高度40铁芯厚度123绕组到铁轭距离5铁芯内长50绕组到铁芯柱距离6铁芯内高270绕组厚度15绕组总高度220高低压绕组间距8表2 变压器几何参数单位：mm6P1P2P3P4P5P6S1S2S3S4S5S6R_LV1图图5 变压器耦合电路变压器耦合电路图图4 变

8、压器的几何模型变压器的几何模型1肖登明：电气工程概论M，中国电力出版社，2012.2张植保：变压器原理与应用M，化学工业出版社，2007.3王兆安，黄俊：电力电子技术M，机械工业出版社，2000.4P. Li,G. Q. Huang, L. Q. Xie, X. J. Hu：Research on Calculating Leakage Inductance of Power Transformer and is Application to Winding Deformation AnalysisJ， Distribution network equipment，2008.5李英：用能量法计

9、算电抗的实例J，变压器，衡阳，41（2），1821，2004。6仇剑东，林鹤云，朱鸿飞，金承祥，徐子宏：基于能量法的配电变压器短路阻抗计算J，电力电子，25（11），26-28，2006.7X. B. Ou, S. C. Ji, C. J. Wang, Y. Y. Luo: Simulation of Transformer Short-circuit Reactance with FEM by Coupling Magnetic Field with Electric CircuitJ, High Voltage Apparatus, vol.46, no. 3, pp. 5963, 201

10、0.8孙长山：短路阻抗公式的推导J，变压器，48（8），9-11，2011.9Ye Z. J., Kreischer C., Kulig S. T.: Analysis of Transformer Short Circuit Characteristics Based on 3D Finite Element MethodC, IEEE Power Engineering and Automation Conference, 2011.10白杰，张永胜，梁晖：电力电子变压器在改善电能质量中的应用A，2013年中国电机工程学会年会论文集C，2013.11何东升，林志力，苗本健：变压器短路阻抗的

11、精确计算方法探讨J，电气传动，5（44），78-80，2014.12Hurley W. G., Wilcox D. J., Mcnamara P. S.: Calculation of Short Circuit Impedance and Leakage Impedance in Transformer WindingsC, Power Electronics Specialists Conference, pp. 651-658, 1991.13Hurley W. G., Wilcox D. J.: Calculation of Leakage Inductance in Transformer WindingsJ, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 9, no. 1, pp. 121-126, 1994.14Wilcox D. J., Hurley W. Conlon