トランスでのエネルギー損失

I. 研究背景电力系统转型的需求能源结构的变化对电力系统提出了更高的要求。传统的电力系统正在向新一代电力系统转变，其核心差异如下： 次元 伝統的な電力システム 新タイプの電力システム 技術基盤の形態 機械電磁システム 同期機とパワーエレクトロニクス装置が主導 発電側の形態 主に火力発電 風力発電と太陽光発電が主導、集中型と分散型両方 送電網側の形態 単一の大規模グリッド 大規模グリッドとマイクログリッドの共存 ユーザー側の形態 電力消費者のみ ユーザーは電力消費者であり生産者でもある 電力バランスモード 負荷に従う発電 電源、グリッド、負荷、エネルギー貯蔵との相互作用 Ⅱ. 固体変圧器（SST）のコア応用シナリオ新しい電力システムの背景のもと、アクティブサポート、グリッド統合調整、柔軟な相互接続、供給需要の相互作用が、時間空間エネルギー補完性のための重要な要件となっています。SSTは発電、送電、配電、消費のすべての段階に浸透しており、具体的な応用は以下の通りです：

整流変圧器と電力変圧器の違い整流変圧器と電力変圧器はどちらも変圧器の一種ですが、応用と機能的な特性において根本的に異なります。街路灯柱でよく見かける変圧器は通常電力変圧器であり、一方、工場で電解槽やめっき設備に電力を供給する変圧器は通常整流変圧器です。これらの違いを理解するには、動作原理、構造的特徴、および運用環境の3つの側面を検討する必要があります。機能的には、電力変圧器は主に電圧レベルの変換を担当します。例えば、発電機からの出力を35 kVから220 kVへ昇圧して長距離送電し、その後地域配電のために10 kVに降圧します。これらの変圧器は電力システムにおける移動者のような役割を果たし、電圧変換に専念します。一方、整流変圧器は交流から直流への変換のために設計されており、通常は整流装置と組み合わせて特定の直流電圧に変換します。例えば、地下鉄の牽引システムでは、整流変圧器が電網からの交流電力を1,500 Vの直流に変換して列車を駆動します。構造設計も大きな違いがあります。電力変圧器は線形の電圧変換を重視し、高圧巻線と低圧巻線間の正確な巻数比を持っています。一方、整流変圧器は整流中に生成

SST高周波絶縁トランスコア設計と計算 材料特性による影響：コア材料は、異なる温度、周波数、磁束密度の下で異なる損失特性を示します。これらの特性は全体的なコア損失の基礎となり、非線形特性を正確に理解する必要があります。 漏れ磁界干渉：巻線周辺の高周波数の漏れ磁界は追加のコア損失を引き起こす可能性があります。適切に管理されないと、これらの寄生損失は本質的な材料損失に近づく可能性があります。 動的動作条件：LLCおよびCLLC共振回路では、コアに適用される電圧波形と動作周波数が動的に変化し、瞬間的な損失計算が大幅に複雑になります。 シミュレーションと設計要件：システムの結合多変量性と高度な非線形性により、正確な総損失推定は手動で達成するのが困難です。専用ソフトウェアツールを使用した精密モデリングとシミュレーションは不可欠です。 冷却と損失要件：高出力高周波数トランスは表面積対容量比が小さいため、強制冷却が必要です。ナノ結晶材料でのコア損失は正確に計算し、冷却システムの熱解析と組み合わせて温度上昇を評価する必要があります。(1) 卷线设计和计算交流损失：高周波数では、电流频率的增加会导致绕组

産業における電力電子機器の使用は増加しており、バッテリー充電器やLEDドライバーのような小規模なアプリケーションから、太陽光発電（PV）システムや電気自動車のような大規模なアプリケーションまで幅広い用途があります。一般的に、電力システムは発電所、送電システム、配電システムの3つの部分で構成されています。従来、低周波変圧器は電気的絶縁と電圧マッチングの2つの目的で使用されてきましたが、50/60 Hzの変圧器は大きくて重いです。パワーコンバータは新しい電力システムと既存の電力システムとの間の互換性を可能にし、固体変圧器（SST）の概念を利用します。高周波または中間周波でのパワーコンバージョンを使用することで、SSTは従来の変圧器と比較して変圧器のサイズを小さくし、より高いパワーダENSITYを提供します。磁性材料の進歩により、高フラックス密度、高パワーと周波数能力、および低損失という特徴を持つ材料が開発され、研究者たちは高パワーダENSITYと効率を持つSSTを開発することができました。多くの場合、研究は伝統的な二巻線変圧器に焦点を当てています。しかし、分散型発電の統合とスマートグリッド