目前,我國(guó)的地鐵車(chē)輛輔助電源主要采用雙重逆變器結(jié)構(gòu)形式,具有兩臺(tái)輸出變壓器,體積龐大。 變壓器的一次繞組軸向分裂,可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)變壓器集成;變壓器的漏抗必然存在,且在一次側(cè)與平衡電抗器串聯(lián),在二次側(cè)與濾波電容串聯(lián),可以實(shí)現(xiàn)幾種磁性器件的集成。因此,變壓器采取磁集成技術(shù)將大大降低輔助電源的體積。本文中,作者對(duì)采用磁集成技術(shù)的168kVA軸向雙分裂多磁路變壓器進(jìn)行了各種研究。 變壓器采用磁集成技術(shù)后,如何設(shè)計(jì)變壓器繞組,使其在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)多種磁性器件的集成,在性能上滿足輔助電源的要求呢?針對(duì)上述的問(wèn)題,主要完成如下幾個(gè)方面的工作: 1、對(duì)國(guó)內(nèi)外磁集成技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了敘述,并著重分析了多重逆變器中磁集成技術(shù)的應(yīng)用原理,對(duì)相關(guān)的重要參數(shù)進(jìn)行了理論計(jì)算,對(duì)地鐵車(chē)輛輔助逆變電源系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。 2、論述了有限元分析的電磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)的理論基礎(chǔ);制造出模擬樣機(jī),分別用耦合場(chǎng)分析法和穩(wěn)態(tài)非線性分析法對(duì)其進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與其短路實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了穩(wěn)態(tài)非線性分析法計(jì)算結(jié)果的可信性;分析多磁路變壓器的冷卻方式,確定有限元熱分析的外部條件。 3、采用穩(wěn)態(tài)非線性分析法對(duì)多磁路變壓器進(jìn)行短路阻抗計(jì)算,利用能量法計(jì)算出變壓器高壓與高壓、高壓與低壓、兩高壓與低壓、低壓與高壓以及低壓與兩高壓之間的漏感;對(duì)變壓器的溫度場(chǎng)進(jìn)行有限元分析,確定溫度場(chǎng)分布情況。 4、通過(guò)仿真計(jì)算結(jié)果與出廠試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證了仿真計(jì)算結(jié)果是正確可靠的。 通過(guò)對(duì)變壓器進(jìn)行磁集成設(shè)計(jì),有效地減輕了地鐵車(chē)輛輔助電源的重量,降低了地鐵車(chē)輛的生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。