西安交通大学研究生院在职研究生，西安交通大学研究生院2023

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随着SiC等大功率半导体器件的使用，高频变压器中非正弦方波电压上升与下降沿出现陡脉冲应力，给高频变压器绝缘可靠性带来巨大挑战。西安交通大学研究团队围绕dv/dt对高频变压器绝缘介质损耗与冲击能量积聚的影响展开研究。采用阶跃响应函数模拟高dv/dt脉冲电压，结合绝缘介质损耗分解与计算，提出了dv/dt与方波电压叠加下绝缘介质损耗的计算方法。研究结果为大容量高频变压器绝缘失效与设计提供指导。

研究背景

电力电子变压器（PET）是实现可再生与分布式能源接入、并网和灵活交直流输配电的关键设备。高频变压器是PET的核心部件，与传统工频变压器相比，高频变压器承受高频非正弦电压，电压波形通常为双极性方波。功率半导体器件的快速开通和关断造成快速的电压上升沿，高次电压谐波也会叠加在瞬态绕组电压上，导致高频变压器中出现多频电应力，给高频变压器绝缘可靠性带来巨大挑战。

论文所解决的问题及意义

本文针对高频变压器绝缘材料在高频、高dv/dt电压下的电-热失效问题，开展dv/dt与方波电压叠加下高频变压器固体绝缘环氧树脂介质损耗计算与分析，以及高dv/dt对绝缘冲击能量损伤的影响。通过有限元物理场仿真研究获得了高频变压器绝缘温升与冲击能量特性。研究结果对大容量高频变压器绝缘失效与可靠性具有重要意义。

论文方法及创新点

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