(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210642373.3 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 三峡大学 地址 443002 湖北省宜昌市西陵区大 学路8 号 (72)发明人 刘任　顾朝阳　卢友好　黄力　 袁发庭　陈彬　王爽　姜岚　唐波　 (74)专利代理 机构 宜昌市三峡专利事务所 42103 专利代理师 易书玄 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 基于解析计算模型的利兹线变压器漏电感 计算方法 (57)摘要 本发明涉及基于解析计算模型的利兹线变 压器漏电感计算方法， 包括： 根据漏磁场分布规 律， 将圆形利兹线变压器分为原边绕组区、 副边 绕组区、 原边绕组层间、 副边绕组层间和原副边 绕组间绝缘区； 分别推导得到原边绕组层间、 副 边绕组层间以及原副边绕组间绝缘区的漏磁场 能量； 考虑集肤效应与邻近效应， 引入极坐标系， 推导得到原边绕组区、 副边圆形利兹线绕组区的 漏磁场能量； 将变压器各个区域的漏磁场能量叠 加， 并推导得到圆形利兹线变压器漏电感的解析 计算模型； 利用解析计算模型， 计算得到圆形利 兹线变压器的漏电感。 本发明提供了一种变压器 漏电感解析计算模型， 具有较高的实用性， 能实 现圆形利兹线高频变压器漏电感的准确快速计 算。 权利要求书5页 说明书10页 附图4页 CN 115081198 A 2022.09.20 CN 115081198 A 1.基于解析计算模型的利兹线变压器漏电感计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 根据漏磁场分布规律， 将圆形利兹线变压器分为原边绕组区、 副 边绕组区、 原边 绕组层间、 副边绕组层间和原副边绕组间绝 缘区； 步骤2： 分别推导得到原边绕组层间、 副边绕组层间以及原副边绕组间绝缘区的漏磁场 能量； 步骤3： 考虑集肤效应与邻近效应， 引入极坐标系， 推导得到原边绕组区、 副边圆形利兹 线绕组区的漏磁场能量； 步骤4： 将变压器各个区域的漏磁场能量叠加， 并推导得到圆形利兹线变压器漏电感的 解析计算模型； 步骤5： 利用步骤4得到的解析计算模型， 计算得到圆形利兹线变压器的漏电感。 2.根据权利要求1所述的利兹线变压器漏电感计算方法， 其特征在于， 步骤2中， 原边绕 组第i层与第i+1层的层间漏磁场Hins1 式中n1表示原边绕组每层的匝数； I1表示原边绕组电流； hw表示原边绕组的高度； 副边绕组第i层与第i+1层之间的层间漏磁场Hins2 式中n2表示副边绕组每层的匝数； I2表示副边绕组电流； 原副边绕组间绝 缘区漏磁场Hiso的表达式： 式中m1表示原边绕组层数； 原边绕组层间漏磁场能量： 式中μ0表示真空磁导率； Vins1表示原边绕组层间体积； lins1表示原边绕组平均磁路长 度； dins1表示原边绕组层间的厚度； 副边绕组层间漏磁场能量： 式中Hins2表示副边绕组第i层与第i+1层之间的层间漏磁场； Vins2表示副边绕组层间体 积； m2表示副边绕组层数； lins2表示副边绕组平均磁路长度； dins2表示副边绕组层间的厚度； 原副边绕组间绝 缘区的漏磁场能量： 式中Hiso表示原副边 绕组间绝缘区漏磁场； Viso表示原副边绕组间绝缘区体积； liso表示权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115081198 A 2原副边绕组间绝 缘区平均磁路长度； diso表示原副边绕组间绝 缘区厚度。 3.根据权利要求2所述的利兹线变压器漏电感计算方法， 其特征在于， 步骤3 中， 变压器 第k层第j根圆形利兹线绕组内部点的磁场强度： H＝Hext+Hint＝(Hext+Hintcosθ )·ey‑Hintsinθ·ex (7) 式中H表示圆形利兹线绕组内部点的磁场强度， Hext表示其他绕组电流所产生的磁场强 度， Hint表示自身内部电流所产生的磁场强度； θ为各点与圆形利兹线中心连成的线 段和x轴 之间的夹角； ex、 ey分别表示x和y轴单位向量； Hext、 Hint的模值又 可分别表示如下： 式中r为各点与圆形利兹线中心之间的距离； n为原边或副 边每层圆形利兹线的匝数； I 为原边或副边圆形利兹线电流； rLitz为圆形利兹线绕组的半径； Δx表示圆形利兹线绕组内 部任意一点距离其 最左侧点的水平 距离； 在极坐标系下， 高频变压器第k层第j根圆形利兹线绕组内部点(r, θ )磁场强度H具体表 达式如下： 磁场强度H模值的平方： 高频变压器原边、 副边第k层第j根圆形利兹线绕组的磁场能量 Wk‑j为 式中lmean表示单根圆形利兹线的平均磁路长度； 定义股线 级的集肤效应与邻近效应因子γ1、 γ2， 则磁场能量 Wk‑j的修正式如下： 式中δ表示集肤深度； β 表示圆形利兹线的填充 率； ds表示圆形利兹线内部 单根股线的直 径； 根据式(13)， 基于连续自然数求和运算法得到原边圆形利兹线绕组区的漏磁场能量权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115081198 A 3