张新生
- 作品数：17 被引量：40H指数：4
- 供职机构：中国人民解放军海军工程大学电气与信息工程学院舰船综合电力技术国防科技重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：电气工程电子电信一般工业技术更多>>
- 考虑铁心非线性的三相立体卷铁心变压器建模及空载特性分析被引量：2
- 2022年
- 与传统三相平面叠铁心变压器相比,立体卷铁心变压器具有磁路对称、振动噪声低等优势,可应用于电力电子电能变换领域。为了提高系统整体功率密度,应尽可能提高变压器铁心工作磁通密度幅值,因此迫切需要准确评估立体卷铁心变压器在饱和边界状态的工作特性。该文主要研究考虑铁心非线性的三相立体卷铁心变压器建模。首先基于Jiles–Atherton(J-A)磁滞模型建立三相磁路模型;其次建立立体卷铁心变压器有限元(FEM)二维等效模型,相比三维FEM模型,可以缩短96.66%的仿真时间,减少92.93%的内存占用空间,在此基础上研究了非正弦激励下立体卷铁心变压器的工作特性;最后基于80kV·A立体卷铁心变压器样机建立试验平台,验证了本文模型的准确性,并分析了零序三次谐波对磁通密度幅值的影响。
- 杨北超范学鑫王瑞田张新生揭贵生
- 关键词：磁路模型有限元模型非正弦
- 大容量中频变压器箔式线圈振动模态的影响因素分析被引量：1
- 2019年
- 为了分析箔式线圈振动模态的影响因素,首先在ANSYS环境下建立了箔式线圈的等效三维有限元模型,仿真计算了其前10阶模态振型和固有频率;然后,采用单输入单输出方法对自由状态下的箔式线圈进行了模态试验,验证了仿真模型的准确性,并在此基础上分析了绝缘层弹性模量和层间分离对振动模态的影响。结果表明:仿真结果与试验结果吻合较好;绝缘层弹性模量增大,箔式线圈固有频率呈线性升高;箔式线圈的层间分离会造成固有频率下降,并出现局部振型;圆角位置的分离对模态影响最显著。
- 张新生范学鑫王瑞田彭方成张继烈
- 关键词：箔式线圈模态分析有限元法
- 中频变压器并联绕组环流的频率特性及其对等效电阻的影响分析被引量：4
- 2020年
- 传统降压型大容量电力变压器普遍使用一次侧分段串联、二次侧并联(PSSP)的绕组形式,以增加二次绕组的导体截面积,但是PSSP变压器应用于中频场合会产生绕组环流问题。为分析PSSP变压器绕组环流,该文建立PSSP变压器的耦合模型,提出用转折频率描述环流比例系数幅值的关键特征,并推导转折频率计算公式,进而研究二次绕组直流电阻不对称、耦合电感不对称对绕组等效电阻的影响,并建立实验平台。结果表明,考虑环流理论模型计算得到的等效电阻值与实测值误差在3%以内,转折频率的计算公式同样得到了验证,可用于中频变压器并联绕组的设计校核。
- 王瑞田赵治华肖飞张新生杨国润
- 关键词：中频变压器等效电阻不对称绕组
- 非对称低-高-低排列双绕组变压器漏感特性分析被引量：1
- 2018年
- 针对传统的对称低-高-低排列绕组难以调节漏感至期望值的问题,首先采用磁路分组的方法计算了非对称低-高-低排列双绕组变压器的漏感,分析了内外层匝数分配与漏感的关系;然后,针对某型号830kV·A双绕组变压器进行了仿真和试验验证,发现漏感值的相对误差低于5%,由此证明了上述理论分析的正确性。
- 范学鑫张新生王瑞田张继烈
- 关键词：漏感有限元
- 基于辅助绕组的中频变压器绕组交流电阻测量方法被引量：3
- 2019年
- 在电力电子应用场合,为了校核中频变压器绕组损耗设计值,需要进行绕组交流电阻的精确提取。目前通常用阻抗分析仪、LCR参数测试仪等设备测量变压器短路阻抗以得到绕组交流电阻,但是仅能得到一次、二次绕组总的等效交流电阻,无法将一次、二次绕组的交流电阻分离。该文主要研究能够实现一次、二次绕组交流电阻分离的测量方法。首先建立变压器互感耦合模型,进行辅助绕组测量方法的误差分析,研究各绕组之间的耦合关系对阻抗测量结果的影响;进而提出对称耦合辅助绕组测量方法,开展2kW中频变压器样机在负载工况下的交流电阻在线测量实验,通过理论分析、有限元仿真及短路试验结果验证所提测量方法的准确性。
- 王瑞田肖飞赵治华杨国润张新生
- 关键词：交流电阻中频变压器辅助绕组
- 一种大功率三电平H桥直流变换器开关函数建模被引量：1
- 2017年
- 开关函数的建模方法是研究电力电子变换电路和控制策略的一种有效手段。本文以一种三电平H桥直流变换器为研究对象,基于PWM移相控制策略和开关函数建模方法,搭建了三电平H桥逆变单元的开关函数模型,在MATLAB上开展变换器不同工况下的仿真研究,并与Simlink库自带的H桥逆变器模型仿真结果对比,验证开关函数建模的有效性。
- 梁旭东范学鑫郭鹏辉张新生
- 关键词：三电平HPWM开关函数
- CPS-SPWM级联H桥激励的变压器铁耗快速计算方法
- 2024年
- 针对载波移相(CPS)正弦脉宽调制(SPWM)级联H桥激励的变压器,提出一种基于经典损耗分离模型的铁耗快速计算方法.首先,结合SPWM电压波形特征定义集总占空比,并推导其关于调制比的解析模型;其次,基于经典损耗分离模型和集总占空比,构建CPS-SPWM级联H桥的铁耗计算模型,该方法可以直接使用调制比、直流母线电压等参数对铁耗进行计算,从而避免传统方法中的谐波分析或者数值积分过程;再次,基于本文铁耗计算模型,提出了一种针对SPWM电压激励的有限元(FEM)仿真等效方法,最后,通过实验验证了本文计算方法的有效性.研究结果表明:等效仿真铁耗误差小于3.6%、仿真用时减少74.5%;最大铁耗计算误差为7.6%.
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- 关键词：级联H桥变压器硅钢片铁耗
- 大容量箔绕式中频变压器散热气道设计方法被引量：2
- 2018年
- 针对传统电力变压器风冷散热设计方法难以满足大容量中频变压器散热需求的问题,首先基于中压大容量DC/DC变流器拓扑及其移相控制PWM方式,讨论了非正弦供电中频变压器的铜耗、铁耗计算方法;然后,基于损耗平均分布的原则提出非正弦供电大容量中频箔绕式变压器散热气道设计方法,进行散热风道的精细设计,实现了变压器各发热体的良好散热,并进行了有限元仿真及温升试验。试验结果表明:绕组气道平均风速达到12.6m/s,绕组温升49K(温升限值85K),验证了该散热气道设计方法的有效性。
- 王瑞田肖飞范学鑫张新生熊又星
- 关键词：变压器散热非正弦铜耗
- 考虑涡流的中频变压器箔式绕组电磁振动数值计算与分析被引量：8
- 2018年
- 在应用于直流微网、舰船直流区域配电等独立电网领域的隔离型直流变换器中,中频变压器绕组是主要振源之一,需要分析其产生机理及分布规律。本文建立考虑涡流的中频变压器箔式绕组电磁振动仿真计算模型。首先仿真分析箔式绕组电流密度的二维分布规律以优化网格划分,并通过三维模型计算了箔式绕组的电磁力;研究了箔式绕组的自由振动模态及其影响因素;在此基础上针对25kW中频变压器建立了箔式绕组电磁-结构顺序耦合模型,考虑了中频非正弦输入时涡流对电磁力分布的影响,实验测量与仿真振动加速度响应的平均误差约为1.3dB。本文工作为非正弦供电中频变压器的电磁振动预测及分析奠定了基础。
- 张新生肖飞王瑞田范学鑫杨国润
- 关键词：箔式绕组电磁分析模态
- 双翼型翅片管水冷的浇注式变压器绕组精细化热路建模方法被引量：2
- 2022年
- 采用双翼型翅片管水冷的浇注式变压器具有散热能力强、安全性高等特点,可以满足船舶、海上风电等应用场合对变压器提出的高功率密度、高防护和密闭柜体安装等需求。文中针对双翼型翅片管水冷绕组提出一种精细化的热路建模方法。首先,采用特定路径方法建立冷却单元传导热阻解析模型,有限元验证平均误差为3.2%。根据传热特征将水冷绕组分为导体层、冷却层和表面层分别进行建模,并在模型中考虑温度–铜耗耦合关系、管内强迫对流及表面层自然对流过程,在此基础上提出翅片管式水冷绕组的通用热路模型。最后,以1.15MVA船用整流变压器为典型案例开展计算与分析,基于模型优选冷却层排布方案。制造实验样机并开展温升实验。实验表明,热路模型的误差小于5%,验证了建模方法的有效性。
- 肖飞张新生王瑞田任强
- 关键词：水冷绕组翅片管热网络
