聊一聊为什么高频变压器是变压器的核心部件

引言

我看好变压器蛮久，趁着东风起，写了一篇长文。为了避免几选一惨案，所以平铺了板块里目前做变压器比较好的标的，几个涨的都蛮不错。本来蛮沉重的心情好了些，那就费点时间聊聊变压器的核心部件-高频变压器。当然，球球这里是纯技术研究了，也是建立在看完长文扫盲的基础上聊些尽量白话文的技术，不涉及任何个股推荐。

一、战略层面

最近炒的蛮热的燃气轮机、中压高频变压器这个词可不是这几年刚有的，早在《中国制造2025》《制造业强国战略》一些官方发文中就对这些词汇有过报道（当然，原发文不会那么细，不然那就不是战略了，是细则。）

原文在第7条，为什么说这个和变压器有关，后面技术里面聊。2024年三门峡科学技术技术局发了篇报道（毕竟是三门峡供电公司的省级科学技术进步三等奖，眼馋的哦）：

从战略提出，到创新突破，花了9年产学研时间，而且还是专业人员的攻破时间。注意哦，科学技术进步奖最主要的是创新和突破。

对了，还有篇北大核心文里面也有阐述，当时写论文的时候有引用过：

二、趋势层面

为什么固态变压器是个新词？还要以现在光伏、风电为代表的新能源的特点说，新能源有两个特点：间歇性、分布式。看过我长文的就知道，如果用传统的思路是很难高效消纳的。而固态变压器能够实现电压灵活变换、功率智能控制、故障隔离和电能质量综合治理。所以被称作构建柔性、智能电网的核心设备。

要实现上述说的能力，必须采用大功率高频变压器，来实现电能高效隔离与转换，这也是为什么我说"变压器是电力心脏瓣膜"而不是整个心脏。因此，突破此项技术，是建设新型电力系统、保障国家能源转型战略落地的先决条件。

除此外，中压高频变压器的研发也没有那么简单，涉及到高端磁性材料（纳米晶/非晶合金）、精密绝缘工艺、先进散热技术和电磁仿真设计等多个高技术壁垒环节。突破它，既能突破"卡脖子"，更能强力拉动上游材料产业（如高性能磁芯、特种绝缘材料）和下游高端装备（如新能源并网系统、轨道交通牵引）的整体技术升级，形成以点带面的产业链升级效应。

~~~~~~（趋势业务分割线——趋势代表着必须做，业务代表着做了有什么好处）

业务上从几个赛道来说吧：

新能源赛道：全球光伏和风电装机量的暴增意味着需要实现高效电能转换以便于不同场景的需求，大功率高频变压器是光伏逆变器和风电变流器中实现高效电能转换的核心。2025年全球大功率高频变压器市场规模数据还没出来，但年复合增长率应该能保持两位数。

轨道交通赛道：高铁和城轨需要更轻量化、高效化的牵引供电系统。高频变压器替代传统工频变压器，可减重（大约30%以上？这个数据我没算过，依赖于材料），提升效率。

数据中心与算力基础设施赛道：老马对科技的认知是很到位的，AI的尽头是电力。严格的说是因为AI算力需求激增——数据中心单机柜功率密度攀升——要求供电系统的效率和功率密度必须到位。高频变压器是高端不间断电源（UPS）和服务器电源的核心。

简单的说就是功率给力、效率给劲、高绝缘低损耗、减少局部放电（后面两个点是新特的突破）。

效率、体积、重量我长文有，就不多说了。而目前高端市场（如1MW以上、高频产品）仍被美国、日本等国的头部企业占据相当份额。基本上可以说谁掌握了高性能高频变压器的量产能力，谁就将在未来高端电力装备的全球供应链中占据主导地位。

下图为浙江大学的一张PPT，放在这里只看里面的文字即可，我相信也蛮多人看不懂这个图。

三、技术层面

技术层面总结起来从几个方面来谈，其实固态变压器的特点就几个字：高频化、低重量、小体积、大功率、绝缘可靠。（如果完全不理解的人也可以这么简单理解，基础形态上，固态变压器=传统变压器+变流器）

高频化：根据变压器基本原理，工作频率提升，可大幅减少所需磁芯截面积和绕组匝数，这是实现小型化、轻量化的理论基础。

低重量：将之前的铁和铜替换为硅这种材料。

小体积：根据通用电动势方程（公式自己去查），在传输功率和电压等级确定的前提下，变压器磁芯的截面积与工作频率f成反比。传统变压器工作在50Hz或60Hz，这迫使其必须采用巨大的铁芯和大量的铜绕组来维持磁通密度不饱和（传统变压器，长文有讲）。而SST利用电力电子变换器将工频交流电整流并逆变为中高频（通常为10kHz至100kHz甚至更高）的方波或正弦波，驱动中高频变压器。这一频率的提升使得磁性元件的体积和重量理论上可减少80%以上 。

大功率：须与高速电力电子开关器件完美匹配。

绝缘可靠：在上面几个方面的前提下，里面会涉及到各种伴生属性，比如涡流、漏感、电磁干扰、局部放电等等，所以散热、绝缘器件必须给力。

总述

如果要用一句话来概括高频变压器，我会说：这是电力装备从“工频电磁时代”迈向“高频电力电子时代”的关键设备。

附

没看过长文的看这篇文章估计理解起来有困难，但如果肯下心思好好查资料和理解，相信应该能够明白。