一种中压绝缘大功率中频变压器的优化设计方法.pdfVIP

2022 年 6 月 电 工 技 术 学 报 Vol.37 No. 12 第 37 卷第 12 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jun. 2022 DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.211799 一种中压绝缘大功率中频变压器的 优化设计方法 王佳宁 邹 强 胡嘉汶 裴 伟 赵玉顺 （合肥工业大学电气与自动化工程学院 合肥 230009 ） 摘要 应用于光伏并网系统的中压绝缘大功率中频变压器（MFT ）不仅要求其高低压侧绕组 之间需要满足较大的绝缘间距，而且其内部也需要浇注隔热的绝缘材料。然而，这会导致 MFT 出现电磁干扰现象严重、散热困难等问题。针对这些问题，该文提出一种全面考虑铁心尺寸、绕 组线径和绕组排布结构的 MFT 优化设计方法。该方法通过面积乘积（AP ）法确定铁心体积，再 通过自由变量扫描对 MFT 进行损耗最小化设计。基于有限元仿真软件，验证了该优化设计方法 可使变压器漏电感减小及周围的电磁干扰区域缩小。最后，通过该优化设计方法设计一台200kW/ 30kHz 的MFT ，并制作了样机。通过理论和实验的对比，验证了优化设计方法的有效性和准确性。 关键词：大功率中频变压器 绝缘 面积乘积法 损耗建模 优化设计 电磁干扰 有限元 仿真 中图分类号：TM432 An Optimal Design Method for Medium-Voltage Insulated High-Power Medium-Frequency Transformer Wang Jianing Zou Qiang Hu Jiawen Pei Wei Zhao Yushun （College of Electrical Engineering and Automation Hefei University of Technology Hefei 230009 China ） Abstract The medium-voltage insulated high-power medium-frequency transformer (MFT) used in photovoltaic grid-connected systems not only requires a large insulation distance between the high and low voltage side windings, but also needs to be poured with thermal-protective insulating materials inside. However, it can lead to problems such as serious electromagnetic interference and difficult heat dissipation in the MFT. Therefore, this paper proposes an MFT optimal design method that fully considers the core size, winding wire diameter and winding arrangement structure. In this method, the core volume is determined by the area product (AP) method, and then the loss of the MFT is minimized by free variable scanning. Ba