王迎迎 程 红

（中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院 北京 100083）

0 引言

功率变换器中的变压器工作在多种励磁状态下，其等效电路模型以及非线性电感、漏感和电容参数影响了功率变换器的仿真精度。尤其在高频电力电子变换器中，变压器往往包含多个绕组，其绕制方法也复杂多样，确定多绕组高频变压器的等效电路模型及参数有一定困难。多年来国内外学者对变压器的精确建模进行了研究。T.Vu基于测量数据分析绕组的非线性特性和建模方法[1]。O.Mohammed通过对双绕组变压器实施电路——有限元的耦合分析提出了变压器模型[2]。Xianming,Deng和C.Park利用有限元方法（Finite Element Method,FEM）研究变压器的等效电路参数，并表明FEM适合分析几何特性复杂的变压器的非线性参数[3-4]。F.Starr和A.Boyajian研究了多绕组变压器等效电路的建模，他们的等效模型被称为星形等效电路[5-6]。星形电路中的元件参数可由端口测试结果确定。星形多绕组变压器模型通常含有负电感，负电感并没有物理意义。在过去的三十年中，负电感也一直被认为是引起数值振荡的原因[7]。事实上，数值振荡问题本质上是由于变压器的励磁支路并未正确连接导致的[8]。

在研究电磁瞬态问题时，BCTRAN是最常用的多绕组变压器，电力系统仿真软件EMTP中包含该模型[9]。该模型在确定参数时是基于端口测量结果计算漏磁阻抗的逆矩阵，从而避免矩阵求逆可能导致的病态矩阵问题。该模型在高频下具有良好的数值稳定性，但BCTRAN变压器模型的缺点在于没有精确考虑变压器的几何形状，且将表征磁心损耗的电阻只是简单地并联到最靠近磁心的绕组的励磁支路上[10]。……