随着电力电子装置越来越趋向高频化，高频变压器作为核心磁性元件，其性能直接影响整个电力电子变换器的运行稳定性和功率传输效率。其中，漏感是一个关键参数——漏感太大，会导致开关器件关断时产生尖峰电压，容易损坏设备；漏感不稳定，又会影响输入输出之间的功率传输效果，因此精准评估漏感，对变换器的设计至关重要。

为了减少高频场景下的涡流损耗，现在很多高频变压器都会采用利兹线代替传统圆导线。但利兹线的结构很特殊，是由成百上千根细股线绞合而成的，这种复杂结构给漏感预测带来了不小的麻烦：一方面，变压器磁心窗口内不同区域的磁场能量很难精准提取，尤其是绕组端部会产生二维磁场，影响计算准确性；另一方面，利兹线的多股绞合和扭转结构，也难以用现有方法准确表征。

图 利兹线的基本结构

此前，国内外学者针对高频变压器漏感预测，主要有解析法和数值法两种思路。

解析法里的一维Dowell模型应用较广，计算速度快，但它假设绕组高度和磁心窗口高度相等，无法兼顾绕组端部的磁场效应，误差较大；而且现有解析法大多忽略利兹线的填充因子或绕组层间漏磁能量，容易低估漏感值。

数值法中的有限元法精度高，但面对利兹线的复杂结构，建模难度大，需要精细划分网格，计算时间和成本都会大幅增加，还无法考虑利兹线扭转结构的影响。

针对这些问题，河北工业大学的陈天缘、赵志刚等研究者，提出了一种新的漏感预测方法。他们基于镜像原理和网格化处理，能精准提取磁心窗口不同区域的磁场能量，解决了端部效应带来的误差；通过引入相对复数磁导率，实现了多股利兹线的均匀化建模，摸清了宽频范围内磁场能量的衰减规律；还设计了坐标变换方法，精准表征利兹线的扭转结构，最终建立了兼顾利兹线扭转特征和频变特性的漏感预测模型。

为了验证方法的有效性，研究者设计制作了两台不同利兹线绕组的变压器样机，从计算精度和效率两方面做了对比实验。结果显示，这种新方法的最大计算偏差不超过4%，平均偏差仅为1.489%和1.793%，计算时间也仅需16.693秒到20.136秒左右，既保证了精准度，又大幅提升了计算效率，有望为高频变压器的优化设计提供有力支撑。

这项研究成果已发表在2025年第8期《电工技术学报》上，论文标题为“高频利兹线变压器漏感快速计算方法”，课题得到了国家自然科学基金项目和中央引导地方科技发展基金项目的支持。