电工电能新技术

作者：徐罗那1,2， 杜玉梅1,2， 史黎明1

单位：1. 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室， 中国科学院电工研究所， 北京 100190；
\r\n2. 中国科学院大学电子电气与通信工程学院， 北京 100049

关键词：非接触变压器, 磁路模型, 绕组截面, 耦合系数

基金：国家 “十二五” 科技支撑计划项目(2013BAG19B00-04-01)

非接触变压器是感应电能传输系统中的核心结构，其耦合系数直接影响系统的电能传递效率，因此对其结构优化一直是研究的重点。本文针对一种应用于轨道交通领域的原、副边结构不对称的非接触变压器，根据线性系统的磁场叠加原理，分析了非接触变压器在副边开路和原边开路时其周围的磁场分布，建立了磁路模型，并推导得到原、副边电感及耦合系数的近似计算公式。基于该计算公式对磁路结构进行定性优化，有限元仿真证明了所提磁路模型和参数计算的正确性。在此基础上，利用该磁路模型，优化非接触变压器的结构，提出梯形绕组截面的绕组布置方式，以提高耦合系数；并对原、副边绕组匝数关系进行优化计算，使系统效率最优。根据以上优化，制作非接触变压器实验样机，在48mm气隙下，非接触变压器的耦合系数达到0.45，30kW非接触供电系统在满载时传输效率达到85.3%。

来源：2018年第1期

《电工电能新技术》期刊编辑部

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