電力電子變換器中磁性元件磁芯損耗的研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,磁性元件得到了廣泛應(yīng)用,已經(jīng)成為各類電力電子變換器中最核心的部件之一,其體積和損耗在整個(gè)變換器中占有相當(dāng)大的比例,對整機(jī)的效率和功率密度有著決定性的影響。因此對磁性元件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和合理應(yīng)用對提高電力電子變換器的性能有十分重要的意義,而實(shí)現(xiàn)對磁芯損耗的精確測量和計(jì)算是這一切的前提和必要條件。
　　本文首先分析了磁芯損耗的組成和產(chǎn)生機(jī)理,并介紹了幾種典型的磁芯損耗計(jì)算模型。早期的損耗模型幾乎全都只適用于正

2、弦激勵(lì),而針對電力電子變換器中經(jīng)常出現(xiàn)的非正弦激勵(lì),學(xué)者提出了一系列改進(jìn)模型,如Preisach模型、傅立葉分解模型、修正的鐵耗分離計(jì)算模型和基于等效正弦頻率的修正Steinmetz模型等,文中對這些模型的精度和適用范圍做了詳細(xì)分析比較,并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　精確的磁芯損耗測量是磁芯損耗分析和計(jì)算的基礎(chǔ),文中介紹了幾種常見的損耗測量方法,并對各自適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)做了一定的分析,最終選擇了示波器法作為實(shí)驗(yàn)中的測量方法,同時(shí)指出

3、繞組損耗和相角誤差是磁芯損耗測量誤差的主要來源,并通過理論和實(shí)驗(yàn)分析了二者對測量結(jié)果的影響程度。針對繞組損耗可以通過附加繞組法予以分離,并通過實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證;對相角誤差可以串聯(lián)適當(dāng)?shù)牡蛽p電容或空心電感以減小電壓電流相位差,并通過仿真驗(yàn)證成功把相角誤差影響大幅削弱。
　　在前面工作的基礎(chǔ)上,論文以DC-DC電路和DC-AC電路為例,推導(dǎo)分析了等效正弦頻率法和修正的鐵耗分離模型在這兩種典型工況下的應(yīng)用,并通過實(shí)驗(yàn)得到了很好的驗(yàn)證。最后