一种分布式气隙磁集成结构及其漏感精确建模

随着高频电力电子磁元件的发展，双有源桥（DAB）变换器广泛应用。传统分立磁件方案功率密度低，现有磁集成结构存在励磁电感下降和损耗高等问题。本文提出一种中柱分布式气隙的磁集成结构，建立其励磁电感解析模型，并通过样机验证该结构在体积和损耗方面的优势。为实现漏感的精确建模与控制，提出基于双二维法的漏感建模方法，引入气隙修正系数以提升计算精度。结合参数灵敏度分析与蚁群优化BP神经网络，构建漏感计算模型，并通过三台样机实验验证了模型的准确性。

近年来,随着高频电力电子磁元件不断发展,双有源桥变换器(dual active bridge,DAB)拓扑受到广泛应用.DAB传递功率需要变压器串联较大电感,传统分立磁件方案采用变压器及独立电感串联,功率密度低,而现有磁集成结构存在励磁电感下降、损耗高等问题.为此,文中研究一种磁芯中柱设置分布式气隙的磁集成结构,建立其励磁电感解析模型,对分立磁件方案、传统磁集成方案与所提结构进行系统比较,并制作样机证明所提结构具有低损耗、小体积等优点;此外,为准确计算该结构漏感并在优化设计中实现漏感精准控制,提出基于双二维法的漏感建模方法.首先,针对所提结构建立主视图和左视图的双二维计算模型,为考虑三维下气隙扩散磁通影响,提出气隙修正系数以改进双二维计算精度;其次,针对影响漏感因素进行系统的参数灵敏度分析,以此进行归一化处理及参数扫描;然后,采用基于蚁群算法的BP神经网络建立漏感计算模型;最后,通过3台样机测试,验证漏感模型的准确性.