用于SST应用的 medium-frequency 变压器：设计与优化

《IEEE Open Journal of the Industrial Electronics Society》：Medium-Frequency Transformer for SST Applications: Design and Optimization

　　

摘要：

本研究针对一种适用于 medium-voltage, medium-frequency 变压器（MFT）的概念进行了缩比验证，该变压器设计旨在通过多个并行路径在二次侧实现大电流传输。其设计基于模块化绕组方法，简化了绕组制作过程和导线在绕组骨架上的布置。通过系统化的设计与优化流程（结合分析计算和有限元仿真），探索了质量与效率之间的权衡，并选出了满足预定漏感及损耗目标的候选设计方案。开发的原型证明了这一概念的可行性，表明可以在较低的功率水平下有效验证全尺寸 MFT 的电气、磁性和绝缘性能要求。该原型在短路和局部放电条件下进行了测试：阻抗测量结果证实了预期的共振行为，而局部放电测试结果则验证了其在高压应力下的足够绝缘性能。实验结果为所提案变压器设计的可扩展性和可行性提供了实证依据，并为在中压中频变压器系统中使用 3D 打印支撑结构、晶粒取向的电气钢芯及绕组（用于氢气生产应用）提供了指导。