目前,我國的地鐵車輛輔助電源主要采用雙重逆變器結構形式,具有兩臺輸出變壓器,體積龐大。 變壓器的一次繞組軸向分裂,可實現兩臺變壓器集成;變壓器的漏抗必然存在,且在一次側與平衡電抗器串聯,在二次側與濾波電容串聯,可以實現幾種磁性器件的集成。因此,變壓器采取磁集成技術將大大降低輔助電源的體積。本文中,作者對采用磁集成技術的168kVA軸向雙分裂多磁路變壓器進行了各種研究。 變壓器采用磁集成技術后,如何設計變壓器繞組,使其在結構上實現多種磁性器件的集成,在性能上滿足輔助電源的要求呢?針對上述的問題,主要完成如下幾個方面的工作: 1、對國內外磁集成技術的發展和研究現狀進行了敘述,并著重分析了多重逆變器中磁集成技術的應用原理,對相關的重要參數進行了理論計算,對地鐵車輛輔助逆變電源系統進行了仿真。 2、論述了有限元分析的電磁場和溫度場的理論基礎;制造出模擬樣機,分別用耦合場分析法和穩態非線性分析法對其進行計算,計算結果與其短路實驗結果進行對比,驗證了穩態非線性分析法計算結果的可信性;分析多磁路變壓器的冷卻方式,確定有限元熱分析的外部條件。 3、采用穩態非線性分析法對多磁路變壓器進行短路阻抗計算,利用能量法計算出變壓器高壓與高壓、高壓與低壓、兩高壓與低壓、低壓與高壓以及低壓與兩高壓之間的漏感;對變壓器的溫度場進行有限元分析,確定溫度場分布情況。 4、通過仿真計算結果與出廠試驗結果進行比較,驗證了仿真計算結果是正確可靠的。 通過對變壓器進行磁集成設計,有效地減輕了地鐵車輛輔助電源的重量,降低了地鐵車輛的生產、運營和維護成本。