[发明专利]一种具有强制连接磁通的三相‑两相固定式变压器

说明书

技术领域

本发明涉及变压器的一般领域。特别地，本发明涉及一种具有强制连接磁通的三相-两相固定式变压器。

背景技术

在某些情况下，它可能有必要以均衡的方式从三相电源向两相电源传送能量。三相-两相固定式变压器是众所周知的，并且,特别地，一种被称为“斯科特连接”，而另一种被称为“勒布朗连接”。

斯科特连接变压器利用了两个单相变压器。第一(变压器)有其n₁匝初级(线圈)，其连接在三相网络的A端子和B端子之间。第二变压器的初级线圈有n₁'匝数，并且它被安装在三相网络的C端子和第一变压器的初级线圈的中点M之间。这两个次级相都有相同数量n₂的匝数。该初级电压是正交的，由此同样适用于次级电压。为了确保次级电压有相同的数值并且是正交的，它要满足下式：

n₁'＝√3n₁/2

斯科特接线存在若干缺陷。这两个单相变压器的磁路存在相当大的重量和体积。此外，这两个变压器的绕组需要在三相侧上有所不同，因为它们不具有相同数量的匝数。因为用于三相相位的匝数数量不同，电导体部分需要有所不同以便为每一个相位保障平衡阻抗。这就要求星形连接，因而它不可能对具有Δ(delta)连接或Z形(zigzag)连接的电压比起作用。最后，在一种具有强制连接磁通的三相变压器中，相位的正耦合没有优势能利用，所述耦合可以使得其降低所需磁化电流。

勒布朗连接使用一种具有三柱、四柱或五柱的磁路。在三柱磁路中，该变压器是强制连接磁通的变压器，由此可以使得其限制磁化电流。

勒布朗连接也存在缺陷。在二相侧上的相位的绕组需要有所不同，因为它们不具有相同数量的匝数。在二相侧上的绕组以非对称的方式分布在三柱上，从而产生不同的磁漏电感。因为，在每一相中的匝数数量在二相侧上不同，它有必要使用不同部分的电导体以便平衡每一相的阻抗。

由此，同样地存在一种对改进解决方案的需求，其使能量能够以平衡的方式从一个三相源向一个两相源传送。

发明内容

本发明提供了一种三相-两相变压器，其包括磁路，三相绕组和两相绕组，其中：

该磁路包括被磁性连接在一起的一个第一柱，一个第二柱和一个第三柱；和

该三相绕组包括一个围绕第一柱的n₁匝数的第一绕组，一个围绕第二柱的n₁匝数的第二绕组和一个围绕第三柱的n₁匝数的第三绕组；

该变压器特征在于：

该两相绕组包括一个围绕第一柱的n₂匝数的第四绕组，一个围绕第一柱的n'₂匝数的第五绕组，一个围绕第三柱的n₂匝数的第六绕组和一个围绕第三柱的n'₂匝数的第七绕组；

该第四绕组和该第七绕组是串联连接的，并且构成一个第一两相相位，而第四和第七绕组中的每一组存在一个相应的缠绕方向，用以电流在第一两相相位中流动，在相同方向具有磁势；和

该第五绕组与该第六绕组是串联连接的，并且构成一个第二两相相位，而第五和第六绕组中的每一组各自存在一个相应的缠绕方向，用以电流在第二两相相位中流动，在相同方向具有磁势。

在三相侧上，该变压器呈现出一个与三柱勒布朗型变换器相当的结构。由此，与使用两个单相变压器相比较，它可以使得磁通耦合，从而使磁路的重量和体积能够减少，并且能使磁化电流受到限制。此外，因为在两相侧上的相位都存在相同数量的匝数(即n₂+n'₂)，没有必要使用不同部分的导体用以平衡阻抗。

在一个实施例中，n₂＝(2+√3)n'₂。

对于比值n₂＝(2+√3)n'₂，该变压器可以使得它在两相侧上获得具有相同数值的，并且是正交的电压。

在一个实施例中，第二柱为中心柱，其位于第一柱和第三柱之间。在这种情况下，该三相绕组和该两相绕组被对称地安装在侧柱上，从而使磁漏电感能够被平衡。

在另一个实施例中，第一柱为中心柱，其位于第二柱和第三柱之间。

优选地，该磁路呈现出关于一个包含在中心柱中的旋转轴线的对称性，和/或关于一个含有所述中心柱的对称平面的对称性。

由于三相绕组和两相绕组的磁路的对称性，相位电感和阻抗是平衡的。

在一个实施例中，变压器还具有至少一套附加的三相绕组或两相绕组。