在过去的几十年间,许多科研机构、高校进行了高温超导应用方面的研究。作为高温超导应用的重要组成部分,高温超导变压器备受关注。许多科研机构、高校制作了高温超导变压器或者模型以作研究,并取得了不错的进展,其中大部分是全铁芯或者空心变压器,半铁芯变压器的研究并不多见。目前,我们正进行1 MVA高温超导变压器的前期研究准备工作,在变压器选型方面共有全铁芯、半铁芯与空心三种方案。因此,本课题将围绕高温超导半铁芯变压器的设计方案,对其进行探究。我们仅保留窗式铁芯的铁芯柱部分,舍去铁轭和其与铁芯柱连接部分,从而形成半铁芯变压器的设计。为了研究这种高温超导变压器的特性表现,我们使用第二代高温超导带材设计并制作出了该变压器的实物模型,同时设计制作了相关配套的杜瓦,用于盛放提供低温环境的液氮以及变压器线圈。同时,铁芯放置于常温环境。变压器的一次侧为高压侧,采用层式结构,共计四层;二次侧为低压侧,采用饼式结构,使用9个双饼线圈,采用并联方式。在液氮环境77K的温度下,对变压器进行了空载试验、短路试验及负载特性试验等,并测量、计算了相关参数。同时,本课题建立了该高温超导半铁芯变压器的3D场路耦合模型,对其进行了有限元仿真,并将计算结果与实验结果进行比对。除此之外,我们给出了高温超导空心变压器磁场的数学计算方法,并通过场路耦合模型将其与半铁芯变压器的磁场进行了对比,得出了半铁芯变压器不同位置磁场的情况。本文将从以上所提及的方面对各项细节进行具体描述。