6.6MVA高温超导牵引变压器电磁设计分析

发布时间：2022-08-11 11:35

　　随着世界经济的飞速发展,人们的生活水平日益提高,较之过去有了更多的出行要求,而高速列车是最为方便、快捷且环保的一种出行方式,因此世界各国都大力发展高速铁路,列车行驶的速度也作为评价一个国家铁路实力的标准。列车行驶的速度越高对车载设备的要求也就越高,因此在列车高速化的同时也提出了车载变压器轻量化的诉求,而高温超导材料的应用为变压器轻量化提供了一种思路。总的来说各国对高温超导牵引变压器技术的研究还不是很成熟,目前都停留在样机的阶段,题目依托课题室变压器项目致力于研发一台6.6MVA高速列车用牵引变压器并最终上车试验。本文依据常规变压器的设计流程结合超导材料的电磁特性给出了一个初步结构,其间涵盖了超导绕组所用带材选择、绕组绕制方式确定、等效电阻计算、短路阻抗工程算法以及以变压器效率为方向的热预算。在完成初步的结构设计之后绕制了一个320VA的小容量变压器,搭建临界电流和交流损耗测试平台对该变压器进行试验测试,测得的临界电流值作为后续仿真计算的参数放入模型中,测得的交流损耗与仿真计算值对比相互验证。考虑超导材料的各向异性给出其临界电流的计算方法,针对高温超导变压器所绕线圈提出用单带传输损耗No... 

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 超导材料简介
    1.3 超导变压器简介
        1.3.1 超导变压器优势
        1.3.2 超导变压器发展现状
    1.4 本文研究内容
2 高温超导变压器结构设计
    2.1 高温超导变压器分类
    2.2 高温超导变压器基本原理
        2.2.1 空载运行
        2.2.2 负载运行
    2.3 高温超导变压器基本计算
        2.3.1 铁芯计算
        2.3.2 绕组计算
        2.3.3 运行电流计算
        2.3.4 短路阻抗工程算法
        2.3.5 变压器的热预算
    2.4 320VA超导变压器模型及6.6MVA超导变压器设计参数
    2.5 本章小结
3 小型超导变压器的实验测试
    3.1 实验准备
    3.2 临界电流测试
        3.2.1 临界电流测试原理
        3.2.2 临界电流测试平台
        3.2.3 超导变压器绕组临界电流测试
    3.3 交流损耗测试
        3.3.1 交流损耗测试方法
        3.3.2 交流损耗测试平台
        3.3.3 超导变压器绕组交流损耗测试
    3.4 本章小结
4 超导变压器在COMSOL中的建模与仿真
    4.1 超导变压器绕组临界电流计算
    4.2 超导变压器绕组交流损耗解析估算
    4.3 超导绕组交流损耗仿真模型
        4.3.1 控制方程
        4.3.2 均质化处理
        4.3.3 超导变压器绕组模型
    4.4 超导变压器仿真计算分析
        4.4.1 铁芯对交流损耗的影响
        4.4.2 绕组线圈交流损耗分析
    4.5 本章小结
5 以降低交流损耗为目标的导磁环研究
    5.1 导磁环结构对交流损耗的影响分析
    5.2 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 工作展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：3674587