电子变压器电子电力变压器3——工作原理和分类|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

电子电力变压器3——工作原理和分类

电子电力变压器是一种将电力电子变换技术和基于电磁感应原理的电能变换技术相结合，实现将一种电力特征的电能转变为另一种电力特征的电能的静止电气设备。它的主要功能是变压、变流、电气隔离、传递能量和电能控制。在结构上，它包含两个基本要素：电力电子变换器和高频变压器。显然，此处的电力电子变换器包含了主回路部分和控制部分。一般的，电力电子变换器实现变压器与电源和负载接口，高频变压器实现两侧（电源侧和负载侧）电力电子变换器的链接。

将与电源接口的一侧（包括相应的电力电子变换器和与之相连的高频变压器的对应绕组）称为一次侧。将与负载接口的一侧（包括相应的电力电子变换器和与之相连的高频变压器的对应绕组）称为二次侧。如下图所示给出了电子电力变压器的原理结构。

根据上图，电子电力变压器的工作原理为：当一次侧接到电源时，电力电子变换器1将输入的电变换成高频交流电；高频交流电施加到与之相连的高频变压器的一次侧绕组，绕组中有交流电流过，根据电磁感应定律，高频变压器的二次侧绕组会产生感应电动势；感应电动势施加到与二次侧绕组相连的电力电子变换器2，经其变换成所需要的形式的电能输出，向负载供电。

在此过程中，电子电力变压器一次侧、二次侧电压幅值之比（称之为“电压变比”），决定于两个因素，一是高频变压器的变比，而是电力电子变换器2的输入、输出电压之比，便可达到改变电压幅值的目的。根据电力电子变换器的特点，通过改变电力电子变换器2的输出的相关电力特征的给定，如频率、初相角和波形，就可以在电力电子变压器的二次侧得到所需要的形式的电能。这就是电子电力变压器利用电力电子变流技术和电磁感应原理，把一种频率、电压、波形和相角的电能变换为另一种频率、电压、波形和相角的电能的工作原理。与单纯利用电磁感应原理工作的常规变压器相比，电子电力变压器不但具有变压器功能，而且还具有变频、变相等功能。

从以上的分析可以得出如下结论：

1，电子电力变压器中的高频变压器的作用是提供电气隔离和电压等级变换；

2，电子电力变压器中电力电子变换器的作用是实现波形控制，如：频率控制、相位控制、谐波控制等；

电子电力变压器既可以用于交流变电，也可以用于直流变电或交直流混合变电。因此，从变换的电能的形式的角度，电子电力变压器可以分为三类：交流电子电力变压器（AC-EPT）、直流电子电力变压器（DC-EPT）和交直流混合电子电力变压器（Hybrid-EPT）。

1，交流电子电力变压器

交流电子电力变压器，是将一个交流系统的电压和电流转换为另一个交流系统的电压和电流的电子电力变压器。其原理图如下图所示，工作过程为：一次侧交流电u1（t）经电力电子变换器转换为高频交流电，经高频变压器变压并耦合到二次侧，再由响应的电力电子变换器转换为二次侧需要的交流电u2（t）。

2，直流电子电力变压器

直流电子电力变压器，是将一个直流系统的电压和电流转换为另一个直流系统的电压和电流的电子电力变压器。其原理结构如上图所示，工作过程为：一次侧直流电U1经电力电子变换器转换为高频交流电，经高频变压器变压并耦合到二次侧，再由响应的电力电子变换器转换为二次侧需要的直流电U2。

3，交直流混合电子电力变压器

交直流混合电子电力变压器，是用于将一个交流系统的电压和电流转换为另一个直流系统的电压和电流（或者反之）的电子电力变压器。其原理结构如上图所示，工作过程为：一次侧交流电u1（t）(或直流电U1)经电力电子变换器转换为高频交流电，经高频变压器变压并耦合到二次侧，再由二次侧电力电子变换器转换为二次侧需要的直流电U2（或交流电u2（t））。

除按变换的电能的形式分类为，还可以按照其他特征进行分类。按照用途不同，电子电力变压器可分为输电电子电力变压器、配电电子电力变压器和特种电子电力变压器（如牵引变压器）等。按相数的多少，电子电力变压器分为单相电子电力变压器、三相电子电力变压器和多相电子电力变压器。

产业发展现状智研产业百科【642】——电子变压器件

摘要： 变压器件为我国重要的输变电装备，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，变压器件正经历着由传统笨重、大型的手动变压器件向智能调控的电子变压器件转变，其具有高效率、高功率因数、优异的调速及启动、制动性能，被国内外市场所接受。近年来，中国电子变压器件市场规模整体呈上升趋势，市场规模由2018年的309.6亿元增长至2022年的524.1亿元，年复合增长率达14.1%。随着特高压电网建设、新型电力系统建设、乡村振兴战略实施、以及“双碳”战略的逐步推进，中国电子变压器件制造业整体发展提速，未来我国电子变压器件市场规模有望进一步提升。

一、定义及分类

电子变压器件又称电子电力变压器件、固态变压器件，是一种将电力电子变换技术与基于电磁感应原理的高频电能变换技术进行结合，实现将一种电力特征的电能变换为另一种电力特征的电能的静止电力设备。电子变压器件主要是由高频变压器磁芯与两个或两个以上的线圈组成。按用途可将电子变压器件分为电源变压器、音频变压器、脉冲变压器、特种变压器、开关电源变压器、通讯变压器等。

二、商业模式

1、采购模式

电子变压器件生产商通常采用“以销定采+合理库存”的采购模式，即取得产品订单、形成设计方案及物料需求后，根据实际需求和安全库存进行原材料采购。电子变压器件生产所需原材料可选渠道较多、供应较为稳定，可较好地配合企业的生产及业务经营。成熟制造企业与主要供应商合作稳定、业务关系良好，能够保证产品供应的及时性与质量的稳定性。

2、生产模式

不同使用环境下，各类电机的规格、参数存在差异，终端用户采购时对电子变压器件配置、性能等各项指标的要求均不相同，因此电子变压器件具备定制化程度高、非标准化的特点。生产商通常采用以销定产和定制化生产模式，即取得客户的详细需求及订单后进行产品设计、制造。定制化生产可实现高效率、标准化作业的设计步骤，为公司产品销售过程中客户响应性及成本控制提供了良好的基础。

3、销售模式

电子变压器件种类较多，用途广泛，企业通常采用直销和经销相结合的销售方式。直销模式下，企业通过大型展会、线下拜访等方式获取长期客源，并直接与客户签订销售合同，根据客户需求形成设计方案并投入生产，生产完成后按要求直接向客户发货。经销模式下，企业与经销商签订经销合同，并由经销商将企业产品销往世界各地。

三、行业政策

1、主管部门和监管体制

目前，我国电子变压器件制造业市场化程度较高，上下游产业链完善，原材料及产成品价格由市场决定。政府部门及行业协会对该类设备行业的管理主要包括宏观调控、行业规划、标准制定、质量监管及认证。行业主管部门主要为国家发展和改革委员会以及工业和信息化部；行业自律组织主要为中国电器工业协会。

发改委负责节能减排的综合协调工作，组织拟订发展循环经济、全社会能源资源节约和综合利用规划及政策措施，并协调实施。工信部负责制定行业技术法规、行业标准、行业政策、行业规划，对行业的发展方向进行宏观调控，推进产业结构战略性调整和优化升级，推进信息化和工业化融合。

中国电器工业协会成立于1997年，由原中国发电设备、中国输变电设备、中国电器、中国电机、中国电工器材及中国工业锅炉六个全国性行业协会组织合并形成。协会主要负责制定行业规章规范、经济技术政策、产品技术标准及产品质量标准等。

2、行业相关政策

电子变压器件行业发展受相关法律法规的管理及约束，以《中华人民共和国电力法》《电力设施保护条例》及《电力供应与使用条例》为基础，以相配套的电力行政规章及地方性电力法规为补充。电子变压器件产品以其稳定的性能、小巧的体积和强大的功率成功克服了传统硅钢片变压器体积庞大、笨重以及价格高昂等缺点，且具备的节能、环保属性，是我国工业发展的重要保障。近年来，我国电子变压器件朝着环境适合化、高性能化、高功能化、具有复杂参数设定等方向发展，受到国家《电力装备行业稳增长工作方案（2023－2024年）》等产业政策的鼓励和支持，推动我国电子变压器件行业进一步发展，有效提升产品性能和可靠性。

四、行业壁垒

1、技术和人才壁垒

电子变压器件综合了电磁场、材料科学、流体控制、机械及高电压技术等多学科知识，并实际应用于产品设计、生产及试验等多个环节，生产工艺复杂。制造企业需进行长期的研发尝试和技术优化，形成较为全面的、专业的核心技术体系，以保障产品稳定供应。同时，电子变压器件生产需要技术人员掌握多个学科知识、具备丰富的经验。新进入企业因设计、制造技术水平以及人才储备不足，造成产品成本高、可靠性得不到保证，难以获得市场认可，从而形成较高的技术和人才壁垒。

2、品牌壁垒

终端用户在电子变压器件选择过程中，往往看重供应商的品牌、信誉及经验，品牌对技术与产品质量的背书能力较强。因此，品牌受下游客户、终端用户认可的电子变压器件生产商，获取销售订单以及拓展销售渠道更加容易，有助于企业快速发展、获取更多的市场份额。新进入企业较难在短时间内完善品牌建设，从而形成较高的品牌壁垒。

3、资金壁垒

电子变压器件生产过程相对复杂，设备应用率较高。因此生产商发展前期在产品研发、设备引进、人员招聘等方面投入资金较大。同时，电子变压器件应用范围较广，企业需形成规模化、标准化生产线，以满足客户差异化、批量化市场需求，而形成批量化生产需要企业经过长时间的设备磨合和产品线规划，对企业自有资本和融资能力提出较高要求。从而形成较高的资金壁垒。

五、产业链

1、行业产业链分析

电子变压器件产业链上游为铜材、磁芯、绝缘材料等原材料。其中铜材、绝缘材等大宗商品行业竞争激烈，市场供应相对充足，市场价格受到供需关系、社会、经济及政治等多种外部因素的影响存在一定的波动性，从而易对我国电子变压器件生产经营成本造成一定影响。

产业链下游包括电源电力、城市基础建设、通讯、汽车电子等领域。近年来，我国电力行业不断发展，居民、商业用电量不断加大，城市输变电需求持续上升；同时，新能源乘用车不断渗透，推动了我国电子变压器件需求的增长。

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电子电力变压器3——工作原理和分类

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