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龍圖騰網(wǎng)獲悉江蘇北辰互邦電力股份有限公司申請(qǐng)的專利一種高效的新能源變壓器及電能控制系統(tǒng)獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN120415185B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-02發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202510912500.0，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H02P13/00；該發(fā)明授權(quán)一種高效的新能源變壓器及電能控制系統(tǒng)是由嚴(yán)九江設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-07-03向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種高效的新能源變壓器及電能控制系統(tǒng)在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了一種高效的新能源變壓器及電能控制系統(tǒng)，涉及變壓器技術(shù)領(lǐng)域，所述輸入功率轉(zhuǎn)換模塊用于將直流或交流可變電壓源轉(zhuǎn)換為高頻交流輸出，所述高頻隔離變壓器模塊采用納米晶?非晶合金混合磁芯，繞組采用三層交錯(cuò)式排布，并設(shè)有油液雙重冷卻系統(tǒng)，所述輸出整流逆變模塊用于將高頻交流轉(zhuǎn)換為所需直流或交流輸出，并集成多相同步整流與有源濾波功能。本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)有納米晶?非晶合金混合磁芯和三層交錯(cuò)式繞組，實(shí)現(xiàn)了降低漏感、提高耦合系數(shù)，解決了傳統(tǒng)單一材料低頻鐵芯在中高頻時(shí)鐵損嚴(yán)重、漏感大，線圈排列不合理導(dǎo)致的漏感與磁通不均的問(wèn)題，有效抑制磁滯與渦流損耗，最小化漏感，提升高頻變壓效率，減小體積和重量。

本發(fā)明授權(quán)一種高效的新能源變壓器及電能控制系統(tǒng)在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種高效的新能源變壓器的電能控制系統(tǒng)，包括輸入功率轉(zhuǎn)換模塊、高頻隔離變壓器模塊、輸出整流逆變模塊和智能監(jiān)控與控制單元，其特征在于：所述輸入功率轉(zhuǎn)換模塊用于將直流或交流可變電壓源轉(zhuǎn)換為高頻交流輸出，所述高頻隔離變壓器模塊采用納米晶-非晶合金混合磁芯，繞組采用三層交錯(cuò)式排布，并設(shè)有油液雙重冷卻系統(tǒng)，所述輸出整流逆變模塊用于將高頻交流轉(zhuǎn)換為所需直流或交流輸出，并集成多相同步整流與有源濾波功能，所述智能監(jiān)控與控制單元基于DSP+FPGA混合架構(gòu)，通過(guò)自適應(yīng)最優(yōu)磁化電流控制算法和軟開(kāi)關(guān)PWM調(diào)制，實(shí)現(xiàn)全時(shí)域動(dòng)態(tài)優(yōu)化與保護(hù)； 所述高頻隔離變壓器模塊的納米晶與非晶合金混合磁芯通過(guò)層間高導(dǎo)熱絕緣薄膜粘結(jié)，并在變壓器繞組外層布置微通道油冷管，芯體外側(cè)設(shè)置嵌入式液冷板； 所述輸入功率轉(zhuǎn)換模塊包括： 全橋軟開(kāi)關(guān)逆變單元，采用SiCMOSFET或GaNHEMT作為主開(kāi)關(guān)器件，通過(guò)PWM調(diào)制實(shí)現(xiàn)高頻正弦波輸出； 軟開(kāi)關(guān)諧振網(wǎng)絡(luò)，包括緩沖諧振電感與諧振電容，使得在開(kāi)關(guān)器件切換過(guò)程中實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)或零電流開(kāi)關(guān)，以降低開(kāi)關(guān)損耗； 直流母線連接接口，用于接受光伏組件或儲(chǔ)能電池組提供的DC電壓； 全橋軟開(kāi)關(guān)逆變單元根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載與輸入端電壓自動(dòng)調(diào)整占空比，保證在輕載、空載和滿載工況下均能實(shí)現(xiàn)最低開(kāi)關(guān)損耗； 三層交錯(cuò)式繞組包括： 一次繞組P，繞線方向?yàn)槎嘣褜拵П馄姐~箔繞組，寬度與匝數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)輸出功率和匝比優(yōu)化匹配； 二次繞組S，與一次繞組P錯(cuò)層繞制，采用聚酰亞胺薄膜作為繞組間絕緣介質(zhì)； 輔助繞組AUX，用于采樣勵(lì)磁電流與為智能監(jiān)控與控制單元供電； 一次繞組P、二次繞組S與輔助繞組AUX按交錯(cuò)式排列，以實(shí)現(xiàn)漏感最小化和耦合度最大化，各層繞組間留設(shè)散熱間隙，以配合油冷管路直接接觸外層繞組進(jìn)行高效散熱； 所述油液雙重冷卻系統(tǒng)包括： 微通道油冷管路，沿繞組外圈環(huán)形布置，冷卻油為生物降解型高導(dǎo)熱冷卻介質(zhì)； 嵌入式液冷板，緊貼磁芯外側(cè)，通過(guò)循環(huán)冷卻液帶走磁芯熱量； 微通道油冷管路與嵌入式液冷板分別通過(guò)獨(dú)立循環(huán)回路與油泵、液泵相連，并由智能監(jiān)控與控制單元根據(jù)溫度傳感器信號(hào)自動(dòng)切換油泵與液泵轉(zhuǎn)速，以在不同負(fù)載條件下保持最佳散熱效率； 所述輸出整流逆變模塊具體包括： 二次側(cè)軟開(kāi)關(guān)多相同步整流電路，采用SiCMOSFET器件，在高頻交流輸出側(cè)以六相或八相并聯(lián)方式同步整流； 中間DC-Link母線，配置高頻薄膜電容陣列與低ESR鋁電解電容并聯(lián)，用于平滑直流輸出并提供瞬時(shí)大電流； 三相電壓型逆變器，采用IGBT或SiCMOSFET半橋模塊，輸出380VAC三相正弦波，直接并入電網(wǎng)或向下級(jí)負(fù)載供電； 有源濾波器，包括LCL濾波與電壓型有源濾波模塊，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率并抑制諧波，使輸出側(cè)總諧波含量≤3%； 所述智能監(jiān)控與控制單元包括： DSP芯片，用于實(shí)時(shí)運(yùn)行自適應(yīng)最優(yōu)磁化電流控制算法、最大功率點(diǎn)跟蹤算法和負(fù)載預(yù)測(cè)算法； FPGA芯片，用于快速采樣、故障檢測(cè)與保護(hù)邏輯，實(shí)現(xiàn)過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)溫、短路及接地故障快速隔離； 溫度傳感器、電流互感器、電壓采樣電阻及諧波檢測(cè)裝置，用于實(shí)時(shí)采集變壓器繞組溫度、電壓、電流及諧波含量； 控制策略：當(dāng)負(fù)載變化或輸入源波動(dòng)時(shí)，DSP根據(jù)所采集的負(fù)載電流與電壓信息，通過(guò)自適應(yīng)最優(yōu)磁化電流控制算法對(duì)勵(lì)磁電流進(jìn)行多級(jí)預(yù)測(cè)與快速調(diào)整，使變壓器勵(lì)磁損耗和空載損耗最小；當(dāng)環(huán)境溫度升高或繞組溫度超過(guò)80℃時(shí)，F(xiàn)PGA驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)油泵與液泵轉(zhuǎn)速，以增強(qiáng)散熱；當(dāng)出現(xiàn)電網(wǎng)短時(shí)電壓跌落或頻率偏差時(shí)，DSP控制輸出逆變器啟動(dòng)故障穿越功能，保持輸出穩(wěn)定。

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