[发明专利]基于离线热损分析的在线变压器散热控制方法

说明书

本发明公开了一种基于离线热损分析的在线变压器散热控制方法，具体包括以下步骤：确定开关电源变压器的基本应用条件，建立变压器的3D模型；根据变压器的额定负载值设定负载值；进行离线热损分析，得到温升曲线；根据温升曲线以及实时温度检测值对变压器进行散热控制。本发明根据离线热损分析得到变压器的温升曲线，并结合变压器实时监测温度值自动在线调控散热风机的风速，从而有效控制变压器的温升，可靠保证了变压器以及大功率高压开关电源运行的安全性和稳定性，大大提高了变压器的使用寿命。

技术领域

本发明涉及变压器维护技术领域，特别是一种变压器的散热控制方法。

背景技术

大功率高压开关电源广泛应用于雷达、工业微波炉、污水处理等多种场合，变压器是大功率高压开关电源的核心部件，占据了主要的重量和体积，也是重要发热源之一，因此变压器的设计是决定大功率高压开关电源性能的关键因素。

由于变压器是一个非线性元件，且在大功率、高频高压情况下表现出一些新的特性，使变压器设计成为大功率高压开关电源设计的一个难点。再加上，变压器在工作过程中，其功率损耗会随着工作频率的高频化不断增长；与此同时，也直接导致了发热量的不断增加和温度的不断攀升。如果在变压器运行过程中，其散热问题不能得到很好处理，必然会导致变压器温度过高，进一步导致系统性能受到严重影响，甚至还会危害开关电源整体安全。

目前，在对变压器进行散热设计时，多是通过对散热结构进行简单的优化来实现，然而此种方式并不能很好的实现系统化的损耗分析与散热控制，因此，针对大功率高压开关电源变压器设计一种系统的散热控制方法显得尤为必要。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种变压器在线散热控制方法，用于在变压器运行过程中对其进行在线的温度检测与散热控制，为保证变压器以及大功率高压开关电源的稳定可靠运行提供保障。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

基于离线热损分析的在线变压器散热控制方法，具体包括以下步骤：

A.确定开关电源变压器的基本应用条件，建立变压器的3D模型；

B.根据变压器的额定负载值设定负载值；

C.进行离线热损分析，得到温升曲线；

D.根据温升曲线以及实时温度检测值对变压器进行散热控制。

上述基于离线热损分析的在线变压器散热控制方法，步骤A所述的基本应用条件包括大功率高压开关电源的输入电压、输出电压、输入电流、输出电流、开关频率和输出效率。

上述基于离线热损分析的在线变压器散热控制方法，，步骤C中所述离线热损分析包括以下步骤：

C1.在磁场仿真软件中设定好相应的条件，进行磁场有限元仿真分析，分别得到对应条件下变压器的损耗情况；

C2.将已得出损耗情况的模型导入温度场分析软件进行有限元分析，计算出在自然风冷条件下开关电源变压器的温升情况，得到温升曲线。

上述基于离线热损分析的在线变压器散热控制方法，所述损耗情况包括绕组损耗和磁芯损耗。

上述基于离线热损分析的在线变压器散热控制方法，步骤D中对变压器进行散热控制方法为：根据离线热损分析得到的温升曲线，进行过温判断；若温度处于正常运行范围内，则继续实时监测变压器的实时温度值；若温度反馈值高于过温值时，将温度值调用给增量式PI运算控制算法，根据算得的控制量来在线控制风机的风速大小，对变压器进行散热。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。