【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高频变压器，尤其涉及一种高频变压器的绕组交流损耗确定方法及装置。
技术介绍
1、高频变压器是电力电子变换器的核心部件。在高频变压器中，绕组损耗是一个关键性能指标，会影响其可靠性和功率密度。
2、对于设置实心绕组的高频变压器，相关技术可以应用笛卡尔坐标系下麦克斯韦方程以及柱坐标系下麦克斯韦方程，来确定高频变压器的绕组交流损耗。
3、但是，对于设置空心绕组的高频变压器，缺乏其绕组交流损耗的确定方式。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种高频变压器的绕组交流损耗确定方法及装置，用以解决现有技术中对于设置空心绕组的高频变压器，缺乏其绕组交流损耗的确定方式的缺陷，提供磁芯窗口中单位长度绕组的交流损耗的确定方式，有效实现对磁芯窗口中单位长度绕组的交流损耗的计算。
2、第一方面，本专利技术提供一种高频变压器的绕组交流损耗确定方法，所述高频变压器中包括多个磁芯窗口以及混合式空心绕组，所述混合式空心绕组中包括多层空心绕组，每层所述空心绕组穿过所述磁芯窗口进行排布，所述磁芯窗口中分布二维磁场；所述方法包括：
3、分解所述磁芯窗口中的所述二维磁场，得到多个一维磁场；
4、根据第一磁场的磁场方向以及第一空心绕组的形状类型，对所述第一空心绕组在所述磁芯窗口的竖截面上的第一分布绕组进行区域划分，得到多个区域绕组；其中，所述第一磁场为所述多个一维磁场中之一，所述第一空心绕组为所述多层空心绕组中之一；
5、确定每个所述区域绕组中
6、根据所述区域绕组中的所述第一电流分量，确定所述磁芯窗口中单位长度绕组的交流损耗。
7、在一种可选的实施方式中，所述根据第一磁场的磁场方向以及第一空心绕组的形状类型，对所述第一空心绕组在所述磁芯窗口的竖截面上的第一分布绕组进行区域划分，得到多个区域绕组，包括：
8、获取所述第一磁场的磁场方向以及所述第一空心绕组的形状类型；
9、当所述第一磁场的磁场方向为所述磁芯窗口的高度方向，以及所述第一空心绕组的形状类型为正方形空心绕组时，沿所述磁芯窗口的宽度方向，将所述第一分布绕组划分为第一区域绕组、第二区域绕组以及第三区域绕组；
10、其中，所述第一区域绕组包括所述第一分布绕组中位于左侧的导体绕组，所述第二区域绕组包括所述第一分布绕组中位于中间的导体与空气交叉绕组，所述第三区域绕组包括所述第一分布绕组中位于右侧的导体绕组。
11、在一种可选的实施方式中，当所述第一空心绕组为空心铜绕组时，所述确定每个所述区域绕组中的第一电流分量，包括：
12、获取所述第一空心绕组在所述多层空心绕组中的层数序号，以及每个所述区域绕组的尺寸参数，所述尺寸参数中包括高度和宽度；
13、确定所述层数序号、所述高度、区域边界磁场强度与所述第一电流分量之间的对应关系；
14、根据铜箔等效模型、所述对应关系以及所述宽度，确定所述区域绕组的电流密度表达式；
15、基于所述电流密度表达式，确定每个所述区域绕组的电流密度分布函数；
16、根据每个所述区域绕组的电流密度分布函数，确定每个所述区域绕组中的第一电流分量。
17、在一种可选的实施方式中，所述电流密度分布函数中包括所述区域绕组的电导率；所述根据每个所述区域绕组的电流密度分布函数，确定每个所述区域绕组中的第一电流分量，包括：
18、将所述多个区域绕组等效为并联连接的实心铜箔绕组，并将每个所述区域绕组的电导率进行相应等效，确定每个所述区域绕组的等效后电导率；
19、获取电流边界条件以及电流密度边界条件；
20、根据每个所述等效后电导率、所述电流边界条件、所述电流密度边界条件以及每个所述电流密度分布函数，确定每个所述区域绕组中的第一电流分量。
21、在一种可选的实施方式中，所述对应关系包括：
22、
23、其中，h1s和h1e为所述第一区域绕组两侧的边界磁场强度，h2s和h2e为所述第二区域绕组两侧的边界磁场强度，h3s和h3e为所述第三区域绕组两侧的边界磁场强度；p为所述层数序号；h1、h2、h3分别为所述第一区域绕组、所述第二区域绕组以及所述第三区域绕组的高度，i为外加电流激励，i1和i2分别为所述第一区域绕组和所述第二区域绕组中的所述第一电流分量；
24、所述电流密度表达式包括：
25、
26、
27、其中，x表示在所述第一空心绕组上建立的笛卡尔坐标系的第一坐标轴，且与所述第一空心绕组的长度方向对应；y表示所述笛卡尔坐标系的第二坐标轴，且与所述第一空心绕组的宽度方向对应；jx为电流密度j在x方向上的分量；d为d1、d2和d3之和，d1、d2和d3分别为所述第一区域绕组、所述第二区域绕组以及所述第三区域绕组的宽度；ω、μ和σ分别为激励角频率、磁导率和电导率；hs、he为所述区域绕组的边界磁场强度；k为常数，与电导率、频率以及磁导率相关；取μ＝μ0，μ0为真空磁导率。
28、在一种可选的实施方式中，所述电流密度分布函数包括：
29、
30、
31、
32、
33、
34、其中，j1(y)、j2(y)和j3(y)分别为所述第一区域绕组、所述第二区域绕组以及所述第三区域绕组的电流密度在所述笛卡尔坐标的y方向上的分量；i为所述区域绕组在所述多个区域绕组中的序号，k1、k2和k3分别为与所述第一区域绕组、所述第二区域绕组以及所述第三区域绕组对应的k；σi为等效后电导率，h为所述第一区域绕组、所述第二区域绕组以及所述第三区域绕组的高度之和，i1为所述第三区域绕组中的所述第一电流分量。
35、在一种可选的实施方式中，所述根据每个所述等效后电导率、所述电流边界条件、所述电流密度边界条件以及每个所述电流密度分布函数，确定每个所述区域绕组中的第一电流分量，包括：
36、根据每个所述等效后电导率、所述电流边界条件、所述电流密度边界条件以及每个所述电流密度分布函数，得到第一方程；
37、对所述第一方程进行求解，得到所述第一区域绕组、所述第二区域绕组以及所述第三区域绕组中的所述第一电流分量；
38、其中，所述第一方程为：
39、
40、所述第一区域绕组中的所述第一电流分量为：
41、
42、所述第二区域绕组中的所述第一电流分量为：
43、
44、所述第三区域绕组中的所述第一电流分量为：
45、
46、在一种可选的实施方式中，所述根据所述区域绕组中的所述第一电流分量，确定所述磁芯窗口中单位长度绕组的交流损耗，包括：
47、确定所述区域绕组中的至少一个第二电流分量，所述第二电流分量与第二磁场对应，所述第二磁场为所述多本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高频变压器的绕组交流损耗确定方法，其特征在于，所述高频变压器中包括多个磁芯窗口以及混合式空心绕组，所述混合式空心绕组中包括多层空心绕组，每层所述空心绕组穿过所述磁芯窗口进行排布，所述磁芯窗口中分布二维磁场；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一磁场的磁场方向以及第一空心绕组的形状类型，对所述第一空心绕组在所述磁芯窗口的竖截面上的第一分布绕组进行区域划分，得到多个区域绕组，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述第一空心绕组为空心铜绕组时，所述确定每个所述区域绕组中的第一电流分量，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电流密度分布函数中包括所述区域绕组的电导率；所述根据每个所述区域绕组的电流密度分布函数，确定每个所述区域绕组中的第一电流分量，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对应关系包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电流密度分布函数包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据每个所述等效
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述区域绕组中的所述第一电流分量，确定所述磁芯窗口中单位长度绕组的交流损耗，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述区域绕组的交流损耗，确定所述磁芯窗口中单位长度绕组的交流损耗，包括：
10.一种高频变压器的绕组交流损耗确定装置，其特征在于，所述高频变压器中包括多个磁芯窗口以及混合式空心绕组，所述混合式空心绕组中包括多层空心绕组，每层所述空心绕组穿过所述磁芯窗口进行排布，所述磁芯窗口中分布二维磁场；所述装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种高频变压器的绕组交流损耗确定方法，其特征在于，所述高频变压器中包括多个磁芯窗口以及混合式空心绕组，所述混合式空心绕组中包括多层空心绕组，每层所述空心绕组穿过所述磁芯窗口进行排布，所述磁芯窗口中分布二维磁场；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一磁场的磁场方向以及第一空心绕组的形状类型，对所述第一空心绕组在所述磁芯窗口的竖截面上的第一分布绕组进行区域划分，得到多个区域绕组，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述第一空心绕组为空心铜绕组时，所述确定每个所述区域绕组中的第一电流分量，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电流密度分布函数中包括所述区域绕组的电导率；所述根据每个所述区域绕组的电流密度分布函数，确定每个所述区域绕组中的第一电流分量，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：程旭，郑泽东，陈建福，肖云昊，陈勇，李驰，张黎，赵晓燕，杨锐雄，裴星宇，李建标，吴宏远，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司珠海供电局，
类型：发明
国别省市：
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