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中压高频变压器高压绕组内部电场屏蔽结构

High Voltage Winding Internal Electric Field Shielding Structure for Medium Voltage High Frequency Transformers

作者 Rui Lu · Jianxiong Yu · Chengmin Li · Chushan Li · Wuhua Li · Xiangning He
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2022年10月
技术分类 拓扑与电路
技术标签 储能变流器PCS 功率模块 多物理场耦合 有限元仿真
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 高频变压器 电场屏蔽 中压 固态变压器 利兹线 绝缘 电力电子
语言:

中文摘要

本文针对模块化级联中压固态变压器中的中压高频变压器,提出了一种高压绕组内部电场屏蔽层。该结构在不破坏利兹线绝缘层的前提下,通过半导体层和非闭合铜箔螺旋的电气连接,有效屏蔽了高电场,优化了变压器内部电场分布,提升了高频变压器的绝缘可靠性。

English Abstract

In this letter, an internal electric field shielding layer for high voltage winding of medium voltage high frequency transformer used in a modular cascaded medium voltage solid state transformer is proposed. Without breaking the litz wire insulation layer, the high electric field is effectively shielded by a semiconducting layer and an unclosed copper foil spiral, which are electrically connected ...
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SunView 深度解读

该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及中压并网方案具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、高功率密度方向发展,高频变压器作为核心磁性元件,其绝缘设计直接影响系统的可靠性与体积。该屏蔽结构能有效解决高压绕组局部电场集中问题,有助于减小变压器体积,提升功率密度。建议研发团队在下一代中压储能变流器(PCS)的磁性元件设计中引入该电场屏蔽技术,以提升系统在复杂工况下的绝缘寿命和运行稳定性。