面向双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器设计

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作者 高圣伟 金从众 +1 位作者 于冠恒 王玺然 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第1期75-82,90,共9页

为提高双频DC-DC变换器的功率密度,提出一种将独立的高低频电感集成在一个EIE型磁芯上的磁集成电感器设计方案,通过建立集成磁件的电路-磁路等效模型,设计了双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器的结构,建立了集成电感的等效模型,对磁集... 为提高双频DC-DC变换器的功率密度,提出一种将独立的高低频电感集成在一个EIE型磁芯上的磁集成电感器设计方案,通过建立集成磁件的电路-磁路等效模型,设计了双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器的结构,建立了集成电感的等效模型,对磁集成双频DC-DC变换器进行了仿真分析,并通过实验平台验证了新型磁件的运行效果。结果表明:新型磁件设计合理,可以在系统中稳定运行,通过测量得到集成磁元件的体积和质量分别为原来的27.6%和23.3%,使得双频变换器系统的功率密度得到了提升。 展开更多

关键词 EIE型集成电感器 磁集成技术 双频DC-DC变换器 磁路等效模型

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永磁感应子式无刷直流电动机的模型及控制 被引量：19

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作者 杨贵杰 李勇 +1 位作者 陆永平 孙力 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期122-127,135,共7页

该文根据永磁感应子式电动机的结构和参数的特点建立了三相永磁感应子式无刷直流电动机的磁网络模型。推导了三相永磁感应子式电动机的自感和互感,指出了永磁感应子式电动机的自感和互感均不是常数,电机的凸极效应是由转子存在齿槽和永... 该文根据永磁感应子式电动机的结构和参数的特点建立了三相永磁感应子式无刷直流电动机的磁网络模型。推导了三相永磁感应子式电动机的自感和互感,指出了永磁感应子式电动机的自感和互感均不是常数,电机的凸极效应是由转子存在齿槽和永磁体的磁阻引起的。推导了三相永磁感应子式无刷直流电动机系统在dq参考坐标系下的数学模型。在此基础上分析了电机系统实现矢量控制的机理,为实现永磁感应子式无刷直流电动机系统的磁场定向控制提供依据。 展开更多

关键词 永磁感应子式无刷直流电动机 数学模型 矢量控制 磁极位置传感器 凸极效应

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饱和铁心型桥式故障限流器的性能参数设计与实验 被引量：12

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作者 陈柏超 魏亮亮 +2 位作者 雷洋 田翠华 袁佳歆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第13期185-193,共9页

为解决系统短路电流过大、传统饱和铁心型故障限流器限流效果和经济性不理想等问题,提出一种饱和铁心桥式故障限流器(BSFCL)。相比传统饱和铁心型故障限流器,该限流器采用桥式结构,可有效减小限流器的体积和成本;通过外加限流电感,有效... 为解决系统短路电流过大、传统饱和铁心型故障限流器限流效果和经济性不理想等问题,提出一种饱和铁心桥式故障限流器(BSFCL)。相比传统饱和铁心型故障限流器,该限流器采用桥式结构,可有效减小限流器的体积和成本;通过外加限流电感,有效提高了限流器的限流效果。首先分析饱和铁心型桥式故障限流器的工作原理,然后建立限流器的磁路模型,并对限流器性能参数进行详细分析和设计。在此基础上,基于Ansoft建立饱和铁心型桥式故障限流器的场路耦合仿真模型,通过仿真说明其工作原理和良好的性能,并分析不同参数对限流器限流效果的影响。最后研制了一台220V/20A饱和铁心型桥式故障限流器实验样机,实验结果验证了所提结构和方法的有效性。 展开更多

关键词 限流器 限流电感 磁路模型 性能参数 限流效果

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磁集成双频DC/DC变换器 被引量：10

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作者 张晓峰 周雒维 +1 位作者 罗全明 卢伟国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期77-83,89,共8页

基本双频DC/DC变换器是一种新型的高效变换器拓扑,但是其包含一个高频的小电感和一个低频的大电感,导致变换器的体积和重量较大。本文提出了一种新型的磁集成双频变换器,通过磁集成技术来集成两个工作于不同频率的电感,使磁件的体积和... 基本双频DC/DC变换器是一种新型的高效变换器拓扑,但是其包含一个高频的小电感和一个低频的大电感,导致变换器的体积和重量较大。本文提出了一种新型的磁集成双频变换器,通过磁集成技术来集成两个工作于不同频率的电感,使磁件的体积和重量得到减小,成本也得到降低。用回转器-电容模型建立了集成电感的等效模型,对集成电感进行了仿真分析,最后通过实验验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 磁集成 双频DC/DC变换器 电感 回转器-电容模型

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“E王E”形耦合电感器的设计及其在交错并联磁集成双向DC-DC变换器中的应用 被引量：20

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作者 杨玉岗 叶菁源 +1 位作者 宁浩轩 马杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期88-97,共10页

为了克服传统EE形耦合电感器的气隙过于集中、磁压和磁通分布不均匀、气隙离绕组过近等缺点,提出一种"E王E"形耦合电感器结构,建立了磁路模型,给出了设计方法。通过仿真和实验证明,该结构增加了一条并联气隙磁路从而使磁路的... 为了克服传统EE形耦合电感器的气隙过于集中、磁压和磁通分布不均匀、气隙离绕组过近等缺点,提出一种"E王E"形耦合电感器结构,建立了磁路模型,给出了设计方法。通过仿真和实验证明,该结构增加了一条并联气隙磁路从而使磁路的磁压和磁通分布比较均匀,磁路的磁阻减小,电感因数和耦合强度增大;气隙远离绕组从而减小气隙扩散磁通和旁路磁通及绕组涡流损耗;绕组绕在长宽比较小的铁心中柱上从而减小绕组长度;所给出的改进磁路模型和设计方法可以用于这种耦合电感器的设计;将这种耦合电感器用于交错并联磁集成双向DC-DC变换器,具有输出电压纹波小、电感电流波形平滑、毛刺少、开关管开通和关断时的电流尖峰小等优点,并且可以有效地提高电路的轻载效率。 展开更多

关键词 “E王E”形耦合电感器 气隙扩散磁通和旁路磁通 磁路模型和设计方法 交错并联磁集成 双向DC-DC变

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一种交错并联双向DC-DC变换器的新型磁集成技术 被引量：6

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作者 高圣伟 王博 孙醒涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期3538-3549,共12页

为了提高交错并联双向DC-DC变换器的功率密度,降低高频工作下的磁心损耗,提高变换器的整体效率,该文提出一种新型磁集成电感结构,采用分段绕组优化设计,通过计算磁心气隙以及各磁柱绕线匝数等参数,将两个分立的电感集成在一个EE型磁心... 为了提高交错并联双向DC-DC变换器的功率密度,降低高频工作下的磁心损耗,提高变换器的整体效率,该文提出一种新型磁集成电感结构,采用分段绕组优化设计,通过计算磁心气隙以及各磁柱绕线匝数等参数,将两个分立的电感集成在一个EE型磁心上。使磁元件体积和重量分别减小了48.2%和46.7%。与现有的交错并联磁集成方案相比,该方法能有效降低磁心的饱和度,使磁心上的磁通分布更加均匀,减小电感磁心损耗,提高系统效率。最后,通过有限元仿真和实验样机验证该设计的正确性和有效性. 展开更多

关键词 双向DC-DC变换器 磁集成电感 回转器–电容模型 有限元仿真

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三相电压调整模块中“EΠ”形耦合电感的建模与设计 被引量：13

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作者 杨玉岗 李洪珠 冯本成 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期81-87,共7页

为适应新一代微处理器低压、大电流和快速暂态响应的功率需求,提出一种用于三相电压调整模块(VRM)的"EΠ"形耦合电感结构,通过分析耦合电感的磁通分布,建立了磁路模型及包括气隙边缘磁阻和绕组外面空气磁阻的改进磁路模型,采... 为适应新一代微处理器低压、大电流和快速暂态响应的功率需求,提出一种用于三相电压调整模块(VRM)的"EΠ"形耦合电感结构,通过分析耦合电感的磁通分布,建立了磁路模型及包括气隙边缘磁阻和绕组外面空气磁阻的改进磁路模型,采用空间切割的方法得出空气磁阻的计算公式,从而得出自感、漏感和互感的计算公式,给出耦合电感的设计方法,并通过电感值的三维有限元仿真和实验验证了所提"EΠ"形耦合电感结构的有效性及其磁路模型和设计方法的正确性。 展开更多

关键词 三相电压调整模块 “EΠ”形耦合电感器 磁路模型 空气磁阻 自感和漏感

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新型磁集成双频DC/DC变换器 被引量：13

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作者 高圣伟 王浩 +1 位作者 刘晓明 李龙女 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第24期8131-8144,共14页

双频DC/DC变换器是一种高效的变换器。其高低频单元包含一个高频小电感和一个低频的大电感,使得变换器的重量和体积较大。文中提出一种新型磁集成结构,将运行在不同频率的两电感集成在一个EE磁心,减小了磁元件的重量和体积,提高变换器... 双频DC/DC变换器是一种高效的变换器。其高低频单元包含一个高频小电感和一个低频的大电感,使得变换器的重量和体积较大。文中提出一种新型磁集成结构,将运行在不同频率的两电感集成在一个EE磁心,减小了磁元件的重量和体积,提高变换器的功率密度,降低了成本。同现有磁集成方案相比,其能提高低频单元的动态响应速度提升分流效果,同时降低集成磁件的饱和度和磁件损耗。因此该方法可以进一步缩小磁件重量和体积。制作150W双频DC/DC变换器样机,验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 磁集成电感 双频DC/DC变换器 回转器–电容模型 有限元法

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一种新的机车主变压器铁心状态在线监测方法 被引量：1

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作者 朱佼佼 陈特放 +1 位作者 付强 成庶 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期5688-5695,5746,共8页

提出一种通过在线估测机车主变压器铁心损耗来实时监测机车主变压器铁心工作状态的新方法。根据磁动势守恒定律,利用电力机车主变压器综合测试和故障诊断系统在线测量主变压器各端口的电气量,来实时估测主变压器的铁损。磁化电流作为其... 提出一种通过在线估测机车主变压器铁心损耗来实时监测机车主变压器铁心工作状态的新方法。根据磁动势守恒定律,利用电力机车主变压器综合测试和故障诊断系统在线测量主变压器各端口的电气量,来实时估测主变压器的铁损。磁化电流作为其中一个不可直接测量的关键量,该文通过空载试验建立铁心等效非线性电感的数学模型来获取。通过对比发现,该建模技术计算简单、易于实施、适用性好且精确度更高,且在某型机车主变压器的试验中总体误差小于0.02%。最后通过对某型机车主变压器进行现场试验,分别在正常状态和硅钢片片间短路故障下,验证了提出的在线状态监测技术的有效性和可行性。 展开更多

关键词 机车主变压器 在线状态监测 铁心损耗 磁化电流 非线性磁化电感模型

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硅微机械悬浮结构电感的设计与制作工艺研究 被引量：1

10

作者 丁勇 刘泽文 +1 位作者 刘理天 李志坚 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1597-1600,共4页

本文系统分析了影响平面螺旋电感Q值的主要因素 ,并制作出一种应用于射频通信的硅微机械悬浮结构电感 .在考虑趋肤效应、涡流损耗等高频电磁场效应对电感Q值的影响后 ,获得了微机械电感的简化电学模型 ,得到了具有较高Q值电感的优化结... 本文系统分析了影响平面螺旋电感Q值的主要因素 ,并制作出一种应用于射频通信的硅微机械悬浮结构电感 .在考虑趋肤效应、涡流损耗等高频电磁场效应对电感Q值的影响后 ,获得了微机械电感的简化电学模型 ,得到了具有较高Q值电感的优化结构 .在制作硅微机械电感的工艺过程中 ,采用多孔硅作为牺牲层材料 ,将螺旋结构铝线圈制作在二氧化硅薄膜上 ,在使用添加了硅粉和过硫酸铵的TMAH溶液释放牺牲层之后 ,得到设计值为 4nH的悬浮结构微机械平面螺旋电感 .实验结果证明 ,整个工艺流程可靠 ,并与CMOS工艺兼容 . 展开更多

关键词 硅 微机械 悬浮结构 电感 制作工艺 Q值 多孔硅 牺牲层 集成电路 无线通信

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磁集成变换器耦合电感电流纹波研究 被引量：2

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作者 李洪珠 王泽明 范茏茏 《电气工程学报》 CSCD 2023年第2期97-107,共11页

为了减小变换器中电感电流纹波,研究耦合磁集成对电流纹波大小的影响,从耦合电感数学模型角度出发,建立两相耦合电感的通用集成模型。根据数学模型分析了影响电流纹波的各个影响因素以及各个参数的限制条件,系统分析了两电感电压比为常... 为了减小变换器中电感电流纹波,研究耦合磁集成对电流纹波大小的影响,从耦合电感数学模型角度出发,建立两相耦合电感的通用集成模型。根据数学模型分析了影响电流纹波的各个影响因素以及各个参数的限制条件,系统分析了两电感电压比为常数和电感电压比为时间数两种情况下,不同的占空比、相位角以及耦合系数对电感电流纹波的变化规律,给出了不同情况下的电感电流纹波的计算方法以及设计准则。对上述两种情况进行了仿真验证,通过设置特定的仿真参数,对比理论分析结果验证了原理分析的正确性。最后,以两种不同变换器为例,验证了磁集成纹波分析的正确性。 展开更多

关键词 电流纹波 磁集成 数学模型 耦合电感 电感电压比

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磁芯螺线管微电感的计算机模拟 被引量：3

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作者 郭绍寅 周勇 +2 位作者 周志敏 曹莹 丁文 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1867-1870,共4页

采用电磁场理论建立了FeNi磁芯螺线管微电感的物理模型,并对交流载荷下的微电感进行了模拟.通过与磁芯厚度为10、20、30和40μm的微电感的实验结果对比,表明该物理模型能够较准确地模拟磁芯螺线管微电感的主要损耗,进而可计算微电感的... 采用电磁场理论建立了FeNi磁芯螺线管微电感的物理模型,并对交流载荷下的微电感进行了模拟.通过与磁芯厚度为10、20、30和40μm的微电感的实验结果对比,表明该物理模型能够较准确地模拟磁芯螺线管微电感的主要损耗,进而可计算微电感的电感量和品质因子.模拟结果与实验符合较好. 展开更多

关键词 螺线管 微电感 磁芯 物理模型

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多相非隔离双向DC-DC变换器新型耦合电感设计 被引量：3

13

作者 刘朝辉 刘海峰 张宁 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2018年第1期38-45,共8页

多相交错型磁耦合双向DC-DC变换器(BDC)的耦合电感普遍存在设计复杂、开模昂贵、局部温升较高以及耦合非对称等缺点。提出一种新型"EIE"结构耦合电感器,应用于两两对称耦合的四相磁集成BDC。根据电感集成原理和磁路等效原则,... 多相交错型磁耦合双向DC-DC变换器(BDC)的耦合电感普遍存在设计复杂、开模昂贵、局部温升较高以及耦合非对称等缺点。提出一种新型"EIE"结构耦合电感器,应用于两两对称耦合的四相磁集成BDC。根据电感集成原理和磁路等效原则,分析其磁通及气隙分布,建立考虑边缘磁阻和气隙磁阻的磁路模型,推演出耦合磁件自感、互感及耦合系数,给出可实现磁通对称化和解耦集成的设计原则和方法。该结构耦合电感器可实现耦合系数高自由度调节,并解决了传统"E"形铁芯构造的耦合电感器中边缘气隙磁通损耗较高的缺点。通过有限元仿真和实验,验证了磁路理论和设计方法的正确性,以及在稳态损耗、暂态响应和效率等方面优越性。 展开更多

关键词 “EIE”型耦合电感 交错并联磁集成 耦合系数 双向DC-DC 磁路模型与仿真

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