摘要：随着现代智能电网的快速发展，电子电力变压器(Electronic Power Transformer，EPT)得到越来越多研究人员的重视。电力电子变压器又称固态变压器和柔性变压器。其结构上主要包括中高频变压器和电力电子变换器两部分，起着电压变换、电流变换、电气隔离、能量交互和电能控制的作用。中频变压器(Medium Frequency Transformers，MFT)是电子变压器电磁耦合重要部分，主要作用是固定谐振回路和电气隔离。

在未来，频率范围为5kHz~100kHz的中频变压器将是主要的DC-DC转换器应用中的组件，其适用于中压直流（MVDC）和高压直流（HVDC）网络。更重要的是，为了达到一定高效的性能指标，应准确地计算相应的功率损耗。为计算高频下磁性器件的交流电阻和损耗而导出的解析表达式主要使用Dowell理想模型法。此模型法为计算高频下磁性器件的交流电阻和损耗而导出的解析表达式主要使用一维近似，并使用笛卡尔坐标或等效于笛卡尔坐标的近似。

本文主要从电磁场角度出发，理解中频变压器中绕组损耗的主要原因，深入分析集肤效应与邻近效应的产生机理，然后分析高频磁性元件经典Dowell模型，并根据经典Dowell理想模型对变压器长箔式绕组高频损耗解析计算公式进行推导，在此基础上，进一步分析其他形式的绕组折合为长箔式绕组的方法，同时分析绕组交叉换位技术对于绕组损耗的影响，最后使用Matlab软件中M语言对以上解析计算进行分析。

关键词：中频变压器，Dowell模型，绕组损耗，高频涡流

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪  论-1

1.1课题研究的背景及意义-1

1.2国内外研究现状-2

1.3 本文主要研究内容-3

第二章  Maxwell电磁方程组-5

2.1 电磁感应定律-5

2.2 全电流定律-6

2.3 Maxwell电磁方程组-6

第三章  高频交流电阻的产生机理-9

3.1 集肤效应-9

3.2 集肤深度表达式-10

3.3 邻近效应-11

第四章  中频变压器绕组损耗解析计算方法-14

4.1 基于Maxwell电磁方程组的推导-14

4.2 独立圆形导体交流电阻系数推算-14

4.3 中频变压器绕组损耗计算-16

4.4 绕组交叉换位技术降低绕组损耗-21

第五章  中频变压器绕组损耗解析计算验证-24

5.1 Matlab m计算文件的编写-24

5.2 算例计算结果-25

5.3 计算结果分析-26

第六章  总结与展望-27

6.1 全文总结-27

6.2 未来展望-27

参考文献-29

致  谢-31