变压器的优化设计数学模型
发布时间:2008/10/9 0:00:00 访问次数:591
变压器的磁心为be型,其外形尺寸如图1所示。变压器的等效电路如图2所示。变压器共有三个绕组:初级一个、次级两个。r1和r2分别为初、次级绕组的电阻。lm为励磁电感,rm为励磁心损耗的等效电阻。初级绕组的匝数为w1,次级绕组的匝数为2×w2,n=w1/w2,l1为初级绕组的漏感。
图1 be型磁心的外形尺寸
图2 变压器的等效电路
磁心窗口中绕组的布置如图3所示,初级绕组位于中间,次级两个绕组分布在两旁,即在绝缘骨架(其厚为b1=1.5 mm)上先绕一个次级绕组w2,再绕一个初级绕组w1,两个绕组之间的绝缘距离为b2=2 mm,最后再绕第二个次级绕组w2。
变压器的优化目标为总重量(包括磁心重与绕组铜重)最小。在本例中取4个设计变量,初级绕组匝数w1、导线截面积agp和磁心中心柱宽度a及窗口宽度ω 。
磁心的其他尺寸为:
厚度b=k1a,k1≈1~2,在此取1.5;
窗口高h=k2ω ,k2≈1~3,在此取3;
磁心中心柱面积a=ab=k1a2,窗口面积磁μh=k2ω2。
图3 磁心窗口绕组的布置
(1)初级绕组铜所占的体积与每个次级绕组铜所占的体积相等。
(2)初、次级绕组窗口的填充系数相同,均为kf=0.4。
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变压器的磁心为be型,其外形尺寸如图1所示。变压器的等效电路如图2所示。变压器共有三个绕组:初级一个、次级两个。r1和r2分别为初、次级绕组的电阻。lm为励磁电感,rm为励磁心损耗的等效电阻。初级绕组的匝数为w1,次级绕组的匝数为2×w2,n=w1/w2,l1为初级绕组的漏感。
图1 be型磁心的外形尺寸
图2 变压器的等效电路
磁心窗口中绕组的布置如图3所示,初级绕组位于中间,次级两个绕组分布在两旁,即在绝缘骨架(其厚为b1=1.5 mm)上先绕一个次级绕组w2,再绕一个初级绕组w1,两个绕组之间的绝缘距离为b2=2 mm,最后再绕第二个次级绕组w2。
变压器的优化目标为总重量(包括磁心重与绕组铜重)最小。在本例中取4个设计变量,初级绕组匝数w1、导线截面积agp和磁心中心柱宽度a及窗口宽度ω 。
磁心的其他尺寸为:
厚度b=k1a,k1≈1~2,在此取1.5;
窗口高h=k2ω ,k2≈1~3,在此取3;
磁心中心柱面积a=ab=k1a2,窗口面积磁μh=k2ω2。
图3 磁心窗口绕组的布置
(1)初级绕组铜所占的体积与每个次级绕组铜所占的体积相等。
(2)初、次级绕组窗口的填充系数相同,均为kf=0.4。
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