在实际变压器模型中,原边绕组和副边绕组几乎不可能全耦合。总会有一部分漏磁通存在,形成漏感。根据“高频变压器中的电磁场分析”一文,高频变压器中储存的漏磁能等效为漏感。下面将以实例近似计算漏感大小。


    理想的高频变压器模型:        实际的高频变压器模型:

    磁导率无穷大        磁导率为有限值

    N1*I1=N2*I2            NL*iL=N1*I1-N2*I2

    励磁电流零        励磁电流不为


   以下图所示的EE变压器为例,计算变压器的漏感。

    原边绕组4匝,副边绕组2匝;忽略励磁电流时,有N1*I1=N2*I2;绕组直径为d;变压器窗口高度为h;绕组间距离为b;原副边绕组平均匝长为hav1;原副边绝缘层平均长度为hav2

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  在计算之前,圆形的绕组通过改变电阻率将会等效为平铺为整个窗口长度的导体,为后面的计算简化模型。

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   取初级绕组内侧为参考零点,

     

     当x<d时,H随着x的增加而增加;

     当d<x<d+b时,x增加但H几乎保持不变;

     当d+b<x<b+2*d时,H随着x增加反而减小。

  磁场的能量密度定义为:

  则漏磁场的能量为:

  也就是:

  根据函数图像,分别积分得:

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  根据能量守恒:(为了简化计算,另MLT=hav1=hav2

  解得:

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  计算漏磁能量,基本上是将变压器内部磁场简化为一维的Dowell模型,积分计算磁能,然后在等效为原边或者副边的能量。

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    根据上图所示,变压器绕组的布局,将会影响内部H的分布,不同绕组布局导致Hmax的不同,进而影响到漏磁能的不同。 


参考文献:

  [1] 刘毅力等.高频变压器分布参数的实验研究[J].现代电子计算,2015,38(2):141-148

  [2] 杨欢等.高频变压器绕组布局对分布参数和功耗的影响[J].山西大学学报(自然科学版),2019,42(3):576-583