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基于股线离散换位与二维有限元分析的利兹线数值建模
Numerical Modeling of Litz Wires Based on Discrete Transpositions of Strands and 2-D Finite Element Analysis
| 作者 | Silvano Cruciani · Tommaso Campi · Francesca Maradei · Mauro Feliziani |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2023年5月 |
| 技术分类 | 拓扑与电路 |
| 技术标签 | 有限元仿真 功率模块 组串式逆变器 储能变流器PCS |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 利兹线 有限元分析 串联阻抗矩阵 股线 数值建模 高频损耗 多股电缆 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种针对大股数利兹线束电气行为的数值建模新方法。该方法首先利用二维有限元分析（FEA）评估多股平行导线的串联阻抗矩阵，随后应用离散换位数学算法模拟利兹线的实际绞合效应，从而精确计算高频下的交流损耗。
English Abstract
A new numerical method is proposed to model the electric behavior of a single bundle litz wire with a large number of strands. The method is first based on a two-dimensional (2-D) finite element analysis (FEA) to evaluate the series impedance matrix of a multistrand cable with parallel strands. Then, a mathematical algorithm for a discrete transposition of all strands is applied to simulate the bu...
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SunView 深度解读
在高功率密度光伏逆变器（如组串式逆变器）和储能变流器（如PowerTitan系列）的设计中，高频磁性元件的损耗是限制功率密度提升的关键瓶颈。利兹线被广泛应用于高频电感和变压器绕组以抑制趋肤效应和邻近效应。该研究提出的离散换位建模方法，能够帮助阳光电源研发团队在设计阶段更精确地预测磁性元件的交流损耗，优化绕组结构，从而提升整机效率并降低温升。建议在未来高频化、小型化产品开发中，将此建模方法集成至磁性元件仿真流程，以缩短研发周期并提升产品可靠性。