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一種光伏用特殊骨架EI型逆變變壓器及生產(chǎn)工藝優(yōu)化方法

專(zhuān)利號(hào)
CN119252619B
公開(kāi)日期
2025-02-14
申請(qǐng)人
佛山市歐立電子有限公司(廣東省佛山市禪城區(qū)張槎一路115號(hào)九座四、五、六層)
發(fā)明人
李國(guó)財(cái); 李俊偉; 肖明亮; 田勝利; 郭鑫
IPC分類(lèi)
H01F27/30; H01F27/08; H01F27/34; H01F27/245; H01F27/26; H01F41/00; G06F30/20
技術(shù)領(lǐng)域
變壓,變壓器,諧波,繞組,漏感,模擬,ei,耦合,空載電流,骨架
地域: 廣東省 廣東省佛山市

摘要

本發(fā)明涉及光伏逆變變壓器技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種光伏用特殊骨架EI型逆變變壓器及生產(chǎn)工藝優(yōu)化方法。所述一種光伏用特殊骨架EI型逆變變壓器包括硅鋼片,多片所述硅鋼片連接組合形成逆變變壓器的磁路導(dǎo)通框架,多片所述硅鋼片中嵌入有EI型工字骨架,所述EI型工字骨架呈工字形,所述EI型工字骨架中間部分開(kāi)設(shè)有通孔,所述通孔用于安裝磁芯材料,所述EI型工字骨架中間位置上卡置有兩片U形環(huán)氧板卡片,而兩片所述U形環(huán)氧板卡片拼接成一個(gè)矩形阻隔板整體。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)變壓器繞制需求任意調(diào)整變壓器的初次級(jí)繞制幅寬的目的,有效減低繞組間的耦合,增加變壓器的漏感達(dá)到濾除諧波的作用,以此降低逆變器空載電流和損耗。

說(shuō)明書(shū)

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[0024] 當(dāng)負(fù)載電壓畸變測(cè)試結(jié)果顯示逆變變壓器存在一個(gè)及以上的異常電壓負(fù)載節(jié)點(diǎn) 時(shí),此時(shí)根據(jù)各關(guān)鍵電場(chǎng)節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)壓相位波形在逆變變壓器的生產(chǎn)工藝樣品仿真模型上擬 合創(chuàng)建穩(wěn)定電壓拓?fù)漕I(lǐng)域; [0025] 基于關(guān)鍵負(fù)載節(jié)點(diǎn)分布將所述穩(wěn)定電壓拓?fù)漕I(lǐng)域分割為M個(gè)子拓?fù)漕I(lǐng)域,獲取異 常電壓負(fù)載節(jié)點(diǎn)所處的子拓?fù)漕I(lǐng)域,標(biāo)記為可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域; [0026] 獲取每個(gè)可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域在預(yù)設(shè)時(shí)間段的模擬測(cè)試過(guò)程中每一關(guān)鍵負(fù)載節(jié)點(diǎn)的 有限元微分方程可求解出畸變電壓方程解時(shí)產(chǎn)生的非正弦電流波譜,基于大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)獲取 電力學(xué)圖譜網(wǎng)絡(luò)以及磁通飽和效應(yīng)機(jī)制; [0027] 通過(guò)電力學(xué)圖譜網(wǎng)絡(luò)讀取每個(gè)可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域中每一關(guān)鍵負(fù)載節(jié)點(diǎn)的所述非正 弦電流波譜,以識(shí)別出每個(gè)非正弦電流波譜中包含的若干諧波特征以及各諧波特征出現(xiàn)的 諧波頻次; [0028] 獲取逆變變壓器模擬測(cè)試過(guò)程中每一個(gè)可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域的模擬磁通變化量,基于 磁通飽和效應(yīng)機(jī)制為各所述模擬磁通變化量構(gòu)建一個(gè)磁通飽和氣泡圖架構(gòu),將每個(gè)可疑子 拓?fù)漕I(lǐng)域識(shí)別出的若干諧波特征以及諧波頻次逐一對(duì)應(yīng)注入磁通飽和氣泡圖架構(gòu)中擬合 運(yùn)算,生成每個(gè)可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域的模擬磁通飽和氣泡圖; [0029] 通過(guò)比較分析所述模擬磁通飽和氣泡圖與臨界狀態(tài)的磁通飽和氣泡圖以獲取非 正常諧波數(shù)據(jù)處理包,計(jì)算濾除非正常諧波數(shù)據(jù)處理包的必要增加漏感,生成模擬漏感區(qū) 域分布圖,基于所述模擬漏感區(qū)域分布圖對(duì)逆變變壓器上初次級(jí)繞組的繞制工藝進(jìn)行調(diào) 整,得到第一工藝優(yōu)化策略。 [0030] 更具體地,所述S102步驟中,通過(guò)比較分析所述模擬磁通飽和氣泡圖與臨界狀態(tài) 的磁通飽和氣泡圖以獲取非正常諧波數(shù)據(jù)處理包,計(jì)算濾除非正常諧波數(shù)據(jù)處理包的必要 增加漏感,生成模擬漏感區(qū)域分布圖,基于所述模擬漏感區(qū)域分布圖對(duì)逆變變壓器上初次 級(jí)繞組的繞制工藝進(jìn)行調(diào)整,得到第一工藝優(yōu)化策略,具體包括以下步驟: [0031] 獲取可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域中各負(fù)載節(jié)點(diǎn)上的負(fù)載類(lèi)型,基于負(fù)載類(lèi)型預(yù)設(shè)允許諧波特 征、允許諧波頻率以及合理磁通變化量,根據(jù)所述允許諧波特征、允許諧波頻率與合理磁通 變化量構(gòu)建擬合磁通飽和臨界氣泡圖; [0032] 若模擬磁通飽和氣泡圖不完全包裹磁通飽和臨界氣泡圖,則標(biāo)記該模擬磁通飽和 氣泡圖所在的可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域?yàn)檎VC波活動(dòng)領(lǐng)域; [0033] 若模擬磁通飽和氣泡圖已完全包裹磁通飽和臨界氣泡圖,則標(biāo)記該模擬磁通飽和 氣泡圖所在的可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域?yàn)榉钦VC波活動(dòng)領(lǐng)域; [0034] 提取非正常諧波活動(dòng)領(lǐng)域中在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的若干非正常諧波幅度以及各 非正常諧波幅度的閃現(xiàn)頻率,將各非正常諧波活動(dòng)領(lǐng)域的若干非正常諧波幅度與對(duì)應(yīng)閃現(xiàn) 頻率捆綁為一個(gè)非正常諧波數(shù)據(jù)處理包; [0035] 獲取逆變變壓器的預(yù)設(shè)漏感模擬器,將全部非正常諧波活動(dòng)領(lǐng)域?qū)?yīng)的所述非正 常諧波數(shù)據(jù)處理包導(dǎo)入預(yù)設(shè)漏磁模擬器進(jìn)行運(yùn)算模擬,生成濾除每一非正常諧波數(shù)據(jù)處理 包所需增加的漏感,定義為必要增加漏感; [0036] 根據(jù)各個(gè)非正常諧波活動(dòng)領(lǐng)域在穩(wěn)定電壓拓?fù)漕I(lǐng)域上的所在位置嵌入對(duì)應(yīng)必要 增加漏感,生成必要增加漏感的指定漏感區(qū)域分布圖,同時(shí)獲取逆變變壓器模擬測(cè)試過(guò)程 中的模擬漏感區(qū)域分布圖; [0037] 以指定漏感區(qū)域分布圖為優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算模擬漏感區(qū)域分布圖相較于指定漏感區(qū) 域分布圖之間的漢明距離,根據(jù)漢明距離優(yōu)化調(diào)整逆變變壓器上初級(jí)繞組與次級(jí)繞組的繞 制工藝,直至調(diào)整達(dá)到優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)為止,得到第一工藝優(yōu)化策略。 [0038] 更具體地,所述S103步驟,具體包括以下步驟: [0039] 獲取經(jīng)過(guò)第一工藝優(yōu)化策略重新生產(chǎn)后的逆變變壓器的仿真模型,定義為第二生 產(chǎn)工藝樣品仿真模型,同時(shí)獲取第二生產(chǎn)工藝樣品仿真模型上初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間的 繞制間隔距離,定義為第一繞制間隔距離; [0040] 基于所述第一繞制間隔距離預(yù)設(shè)耦合范圍區(qū)間,以耦合范圍區(qū)間為約束基準(zhǔn),根 據(jù)經(jīng)過(guò)第一工藝優(yōu)化策略優(yōu)化調(diào)整后的繞制工藝在第二生產(chǎn)工藝樣品仿真模型中約束規(guī) 劃,直至達(dá)到耦合范圍區(qū)間的最大邊界范圍,生成耦合區(qū)域; [0041] 通過(guò)模型仿真軟件對(duì)所述第二生產(chǎn)工藝樣品仿真模型執(zhí)行變壓要求參數(shù)策略的 二次模擬測(cè)試,以獲取逆變變壓器在所述耦合區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的多組磁場(chǎng)強(qiáng)度; [0042] 引入安培環(huán)路定律,基于所述第二生產(chǎn)工藝樣品仿真模型構(gòu)建分布圖框架,在分 布圖框架中對(duì)所述多組磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算擬合,得到磁場(chǎng)分布圖; [0043] 通過(guò)安培環(huán)路定律求解所述磁場(chǎng)分布圖的磁場(chǎng)分布狀態(tài),輸出逆變變壓器二次模 擬測(cè)試時(shí)初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間的模擬互感量與模擬自感量,根據(jù)所述模擬互感量與模 擬自感量的結(jié)合計(jì)算確定出二次模擬測(cè)試過(guò)程中逆變變壓器的初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間 產(chǎn)生的模擬耦合系數(shù); [0044] 獲取逆變變壓器的生產(chǎn)需求,根據(jù)所述生產(chǎn)需求預(yù)設(shè)理想耦合系數(shù)值域,若模擬 耦合系數(shù)不超出理想耦合系數(shù)值域,則無(wú)需調(diào)整逆變變壓器的初級(jí)繞組幅寬與次級(jí)繞組幅 寬;

權(quán)利要求

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預(yù)設(shè)畸變電壓方程解,運(yùn)用生產(chǎn)工藝樣品仿真模型對(duì)每一關(guān)鍵負(fù)載節(jié)點(diǎn)的所述穩(wěn)壓相位波形進(jìn)行有限元換算,得到各子拓?fù)漕I(lǐng)域中每一關(guān)鍵負(fù)載節(jié)點(diǎn)上穩(wěn)壓相位波形對(duì)應(yīng)的有限元微分方程; 逐一判斷每個(gè)所述有限元微分方程是否可求解出畸變電壓方程解,若不可求解出,則標(biāo)記該有限元微分方程的穩(wěn)壓相位波形對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵負(fù)載節(jié)點(diǎn)為正常電壓負(fù)載節(jié)點(diǎn); 若可求解出,則標(biāo)記該有限元微分方程的穩(wěn)壓相位波形對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵負(fù)載節(jié)點(diǎn)為異常電壓負(fù)載節(jié)點(diǎn),得到逆變變壓器的負(fù)載電壓畸變測(cè)試結(jié)果。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏用特殊骨架EI型逆變變壓器的生產(chǎn)工藝優(yōu)化方法,其特征在于,所述U形環(huán)氧板卡片呈U字形,采用環(huán)氧板材料制作。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏用特殊骨架EI型逆變變壓器的生產(chǎn)工藝優(yōu)化方法,其特征在于,所述EI型工字骨架繞制有初級(jí)線圈以及次級(jí)線圈,且所述初級(jí)線圈與次級(jí)線圈位于U形環(huán)氧板卡片兩側(cè)。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏用特殊骨架EI型逆變變壓器的生產(chǎn)工藝優(yōu)化方法,其特征在于,所述EI型工字骨架兩端均連接漆包導(dǎo)線。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏用特殊骨架EI型逆變變壓器的生產(chǎn)工藝優(yōu)化方法,其特征在于,所述S102步驟,具體包括以下步驟: 當(dāng)負(fù)載電壓畸變測(cè)試結(jié)果顯示逆變變壓器存在一個(gè)及以上的異常電壓負(fù)載節(jié)點(diǎn)時(shí),此時(shí)根據(jù)各關(guān)鍵電場(chǎng)節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)壓相位波形在逆變變壓器的生產(chǎn)工藝樣品仿真模型上擬合創(chuàng)建穩(wěn)定電壓拓?fù)漕I(lǐng)域; 基于關(guān)鍵負(fù)載節(jié)點(diǎn)分布將所述穩(wěn)定電壓拓?fù)漕I(lǐng)域分割為M個(gè)子拓?fù)漕I(lǐng)域,獲取異常電壓負(fù)載節(jié)點(diǎn)所處的子拓?fù)漕I(lǐng)域,標(biāo)記為可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域; 獲取每個(gè)可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域在預(yù)設(shè)時(shí)間段的模擬測(cè)試過(guò)程中每一關(guān)鍵負(fù)載節(jié)點(diǎn)的有限元微分方程可求解出畸變電壓方程解時(shí)產(chǎn)生的非正弦電流波譜,基于大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)獲取電力學(xué)圖譜網(wǎng)絡(luò)以及磁通飽和效應(yīng)機(jī)制; 通過(guò)電力學(xué)圖譜網(wǎng)絡(luò)讀取每個(gè)可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域中每一關(guān)鍵負(fù)載節(jié)點(diǎn)的所述非正弦電流波譜,以識(shí)別出每個(gè)非正弦電流波譜中包含的若干諧波特征以及各諧波特征出現(xiàn)的諧波頻次; 獲取逆變變壓器模擬測(cè)試過(guò)程中每一個(gè)可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域的模擬磁通變化量,基于磁通飽和效應(yīng)機(jī)制為各所述模擬磁通變化量構(gòu)建一個(gè)磁通飽和氣泡圖架構(gòu),將每個(gè)可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域識(shí)別出的若干諧波特征以及諧波頻次逐一對(duì)應(yīng)注入磁通飽和氣泡圖架構(gòu)中擬合運(yùn)算,生成每個(gè)可疑子拓?fù)漕I(lǐng)域的模擬磁通飽和氣泡圖;
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