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电力变压器绕组涡流损耗的计算与分析
电力变压器的涡流损耗问题直接影响到变压器技术经济性的高低，是电力变压器设计计算中的一个不可忽视的问题。研究怎样减少由漏磁场而产生的涡流损耗是变压器设计的难点。目前，变压器的单机容量随着电力系统的规模扩大而不断增大，如何解决这一问题就显得至关重要。　　本文介绍了研究电力变压器涡流损耗的价值，并阐述了国内外在研究电力变压器漏磁场方面的发展状况。文中应用电力变压器和有限元的基本理论，使用大型通用有限元分析软件Ansoff对变压器的磁场进行分析与计算。　　首先以实际大型变压器为例，经过合理简化，在变压器额定分接时，创建电力变压器二维涡流场分析模型，并细化局部模型，准确计算电力变压器的二维漏磁场，得出了高压绕组和低压绕组空间里的磁感应强度分布图，在主空道中得到漏磁的最大值，并详细分析了漏磁场，讨论了漏磁场产生的效应。　　本文还对比分析了绕组中的不同区域的纵向漏磁场及辐向漏磁场的分布情况。根据软件计算得出的各点漏磁密，利用有限元公式计算了绕组涡流损耗，并将计算的涡流损耗值与绕组磁场分布情况结合起来进行了理论上的分析。并把计算结果与试验数据进行了比较，结果基本吻合，说明了计算结果的正确性及用Ansoft软件仿真分析的可行性，并对模型进行优化，从而大大降低了绕组涡流损耗，对生产实践具有指导意义。
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万方数据电子出版社　　在时，的输出功率和输入功率比值叫做变压器的效率。当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时，效率T1等于100%（理想的情况），变压器将不产生任何损耗，但实际上变压器传输电能时总要产生损耗，这种损耗主要有铜损和铁损。铜损是指变压器线圈所引起的损耗。当通过线圈电阻发热时，一部分电能就转变为热能而损耗。由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损。变压器的铁损包括两个方面，一是损耗，当交流电流通过变压器时，通过变压器磁心磁力线其方向和大小随之变化，使得磁心内部分子相互摩擦，放出热能，从而损耗了一部分电能。另一方面是涡流损耗，当变压器工作时铁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流，由于此电流自成闭合回路形成环流，且成旋涡状，故称为涡流。涡流的存在使铁芯发热，消耗能量。变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗与输出功率就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。
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地址： 电话：(86)774-2826670& & &&）变压器外壳涡流干燥法--《电工技术》1999年05期
变压器外壳涡流干燥法
【摘要】：介绍变压器外壳涡流干燥法、干燥程度的判别及干燥时的相关计算。
【关键词】：
【分类号】：TM41【正文快照】：
电力变压器因运行环境及变压器内部等原因,会吸水受潮,需要对其施行干燥处理.对于多数用户而言,由于不具备室内烘干条件,又因变压器体积、质量都很大,搬运不方便,故需要就地对变压器施行干燥处理。常用的干燥的方法有热风法、短路法,及在此介绍的变压器外壳涡流干燥法。此法
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京公网安备75号变压器铁芯的涡流损耗分析
> 变压器铁芯的涡流损耗分析
变压器铁芯的涡流损耗分析
　　当交变磁力线从导电体中穿过时，导电体中就会产生感应电动势，在感应电动势的作用下，在导电体中就会产生回路电流使导体发热;这种由于交变磁力线穿过导体，并在导体中产生感应电动势和回路电流的现象，人们把它称为涡流，因为它产生的回路电流没有作为能量向外输出，而是损耗在自身的导体之中。开关电源的在开关电源的总损耗中所占的比例很大，如何降低开关电源的，是开关电源或开关电源设计的一个重要内容。　　开关电源变压器的在开关电源的总损耗中所占的比例很大，如何降低开关电源变压器的涡流损耗，是开关电源变压器或开关电源设计的一个重要内容。　　变压器生产涡流损耗的原理是比较简单的，由于变压器除了是一种很好的导磁材料以外，同时它也属于一种导电体;当交变磁力线从导电体中穿过时，导电体中就会产生感应电动势，在感应电动势的作用下，在导电体中就会产生回路电流使导体发热;这种由于交变磁力线穿过导体，并在导体中产生感应电动势和回路电流的现象，人们把它称为涡流，因为它产生的回路电流没有作为能量向外输出，而是损耗在自身的导体之中。　　单激式开关电源变压器的涡流损耗计算与双激式开关电源变压器的涡流损耗计算，在方法上是有区别的。但用于计算单激式开关电源变压器涡流损耗的方法，只需稍微变换，就可以用于对双激式开关变压器的涡流损耗进行计算。　　例如，把双激式开关电源变压器的双极性输入电压，分别看成是两次极性不同的单极性输入电压，这样就可以实现对于双激式开关电源变压器涡流损耗的计算。因此，下面仅对单激式开关变压器的涡流损耗计算进行详细分析。　　当有一个直流脉冲电压加到变压器初级线圈的两端时，在变压器初级线圈中就就有励磁电流通过，并在变压器中产生磁场强度H和磁通密度B，两者由下式决定：　　　　传统的变压器为了降低涡流损耗，一般都把变压器铁芯设计成由许多薄铁片，简称为铁芯片，互相重迭在一起组成，并且铁芯片之间互相绝缘。　　图2-18表示变压器铁芯或变压器铁芯中的一铁芯片。我们可以把这些铁芯片看成是由非常多的“线圈”(如图中虚线所示)紧密结合在一起组成;当交变磁力线从这些“线圈”中垂直穿过时，在这些“线圈”中就会产生感应电动势和感应电流，由于这些“线圈”存在电阻，因此这些“线圈”要损耗电磁能量。　　　　在直流脉冲作用期间，涡流的机理与正激电压输出的机理是基本相同的。涡流产生磁场的方向与励磁电流产生磁场的方向正好相反，在铁芯片的中心处去磁力最强，在边缘去磁力为零。　　因此，在铁芯片中磁通密度分布是不均匀的，即最外层磁场强度最大，中心处最小。如果涡流退磁作用很强，则磁通密度的最大值可能远远超过其平均值，该数值由已知脉冲的幅度和宽度来决定。沿铁芯片截面的磁场分布，可以用麦克斯韦的方程式来求得;麦克斯韦的微分方程式为： 　　　　　　上式中为变压器铁芯的平均导磁率，为铁芯的电阻率，负号表示涡流产生的磁场方向与励磁电流产生的磁场方向相反。rot E和rot Hx分别表示电场和磁场的旋度，即涡旋电场和涡旋磁场的强度。Hx、Hy、Hz分别磁场强度H的三个分量;Bx、By、Bz分别磁感应强度B的三个分量;Ex、Ey、Ez分别电场强度H的三个分量。　　由于单激式开关电源变压器铁芯的磁滞回线面积很小，其磁化曲线基本上可以看成一根直线，导磁率也可以看成是一个常数;因此，这里使用平均导磁率来取代意义广泛的导磁率。　　　　　　　　当x = 0时，正好位于铁芯片的中心，此处的磁场强度最小，即此点的导数值等于0，由此求得积分常数c1= 0。　　由于在变压器铁芯片内，截面磁场强度的平均值Ha，在任一时间内都必须等于电磁感应所要求的值，即满足(2-45)式的要求，因此对应图2-18对(2-58)式求平均值得： 　　　　　　图2-19-a和图2-19-b分别是由(2-61)式给出的，铁芯片中磁场强度按水平方向分布的函数H(x)和按时间分布的函数H(t)曲线图。　　从图2-19-a中可以看出，由于涡流产生反磁化作用的缘故，在铁芯或铁芯片中心磁场强度最低边缘磁场强度最高。　　在图2-19-b中，随着时间线性增长部分是变压器初级线圈励磁电流产生的磁场;Hb是为了补偿涡流产生的去磁场，而由变压器初级线圈另外提供电流所产生的磁场。　　从图2-19-b可以看出，涡流损耗对变压器铁芯中磁场强度(平均值)的影响，与变压器正激输出时，次级线圈中电流产生的磁场对变压器铁芯磁场的影响，基本是一样的。值得注意的是，如果用同样方法对y轴方向进行分析，也可以得到同样的结果。　　　　　　　　根据(2-62)式可知，铁芯或铁芯片表面的磁场由两个部分组成：　　(1)平均磁场，它随时间线性增长，由线圈中固定的电动势感应所产生;　　(2)常数部分，它不随时间变化，由补偿涡流的产生的去磁场所形成。　　　　　　图2-20-a就是根据(2-67)、(2-68)式画出的开关变压器受涡流影响时，输入端磁化过程的等效电路图。 　　　　图2-20-a中，Rb为涡流损耗等效电阻，N为变压器初级线圈。由此可以看处，由于受涡流损耗的影响，变压器铁芯被磁化时，相当于一个涡流损耗等效电阻Rb与变压器初级线圈N并联。　　图2-20-b是更形象地把涡流损耗等效成一个变压器次级线圈N2给损耗电阻Rb2提供能量输出，流过变压器次级线圈N2的电流 ，可以通过电磁感应在变压器初级线圈N1中产生电流 。　　根据(2-66)式和图2-20，可求得变压器的涡流损耗为：　　　　由此，我们可以看出：变压器铁芯的涡流损耗，与磁感强度增量和铁芯的体积成正比，与铁芯片厚度的平方成正比，与电阻率及脉冲宽度的平方成反比。　　值得注意的是，上
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