CN104246927A - 一种具有强制连接磁通的三相-两相固定式变压器 - Google Patents

Abstract

一种三相-两相变压器(1)，其包括磁路(2)、三相绕组和两相绕组，其中磁路包括被磁性连接在一起第一柱(3)、第二柱(4)和第三柱(5)，三相绕组包括第一绕组(6)、第二绕组(7)和第三绕组(8)。该变压器卓越之处在于，所述两相绕组包括围绕第一柱(3)的第四绕组(9)、围绕第一柱(3)的第五绕组(10)、围绕第三柱(5)的第六绕组(11)和围绕第三柱(5)的第七绕组(12)。第四绕组(9)和第七绕组(12)是串联连接的，并且构成第一两相相位，而第五绕组(10)和第六绕组(11)是串联链接的，并且构成第二两相相位。

Description

一种具有强制连接磁通的三相-两相固定式变压器

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。

则该变压器可以使得它以平衡的方式为除1以外的任意数量的负载提供功率。

附图说明

参考附图，本发明的其他特征和优点从如下描述中呈现出来，其示出实施例没有限制性。在附图中：

·图1示出了在本发明的第一实施例中的变压器；

·图2和图3为电路示意图，其示出了图1变压器中的运算；

·图4为相量示意图，其示出了图1变压器中的电流；

·图5示出了本发明的第二实施例中的变压器；

·图6为电路示意图，其示出了图5变压器中的运算；和

·图7和8为根据本发明的可用于制作相应变压器的三柱磁路的透视图。

具体实施方式

图1为本发明实施例中的变压器的主视图。变压器1为一种具有强制连接磁通的三相-两相固定式变压器。

该变压器1包括磁路2，三相绕组和两相绕组。在如下描述中，三相绕组相当于变压器1的初级线圈，而两相绕组相当于次级变压器1。虽然如此，操作的相反模式是完全可能的。

该磁路2包括被磁性连接在一起的三个柱：一个侧柱3，一个中心柱4和一个侧柱5；所述柱通过横梁13被连接在一起。磁路2是关于一个包含在中心柱4的旋转轴线对称的，和/或关于一个含有中心柱4的对称平面对称的。

该三相绕组包括一个围绕侧柱3的绕组6，一个围绕中心柱4的绕组7和一个围绕侧柱5的绕组8。

该两相绕组包括围绕侧柱3的绕组9和绕组10，以及围绕侧柱5的绕组11和绕组12。

在图1中，可以看出绕组9、10和6是沿侧柱3一个挨着一个的，然而任何其它定位是可能的。相同的注释适用于绕组11、12和8。

图2为图1的变压器1的电路示意图。

三相绕组6、7和8中的每一组具有n₁匝数。在所示实施例中，它们是星形连接的。虽然如此，任何其他连接配置是可能的：Δ、Z形...。分别在绕组中6、7和8中流动的电流被记为I_a、I_b和I_c。每个绕组6、7和8的缠绕方向由黑点表示。同向电流I_a、I_b和I_c对应于在柱3、4和5中的同向磁性电位。

对两相侧面，绕组9具有n₂匝数并与具有n'₂匝数的绕组12串联连接。绕组9和12对应于第一两相相位。第一两相相位的电流和电压被记为I₁和V₁。绕组9和12的缠绕方向由黑点表示。对给定电流I₁，缠绕方向对应于柱3和5的相同方向的磁性电位n₂I₁和n'₂I₁。

按相应的方式，绕组11具有n₂匝数并与具有n'₂匝数的绕组10是串联连接的。绕组10和11对应于第二两相相位。在第二两相相位中的电流和电压被记为I₂和V₂。绕组10和11的缠绕方向同样用黑点表示。对给定电流I₂，缠绕方向对应于在柱5和3中的相同方向的磁势n₂I₂和n'₂I₂。这个方向可以与第一两相相位的磁性电位n₂I₁和n'₂I₁的方向一样(如图2所示)；或它可以是相反的方向，如在图3的电路中，其示出了一种变型实施例。

在它的三相侧上，变压器1呈现出一个与三柱勒布朗型变换器相当的结构。与使用两个单相变压器相比较，它由此可以使得磁通耦合，从而使磁路的重量和体积能够减少，并且使磁化电流能够受到限制。

此外，由于磁路的对称性、三相绕组的对称性和两相绕组的对称性，相位电感和阻抗是平衡的。

由于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。

此外，对一个比值n₂＝(2+√3)n'₂，变压器1使相同数值的次级电压V₁和V₂能够获得正交。

电流之比值由下式给出：

$\frac{I_a}{I_1}=\frac{\sqrt{2}}{3}\frac{n_2+n_2^{\′}}{n_1}$

电压之比值由下式给出：

$\frac{V_2}{V_a}=\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}$

由此，该变压器1作用于初级与次级之间的相位差，但输送了被偏移了±π/2相位的次级电流I₁和I₂，和被偏移了±π/2相位的次级电压V₁和V₂。

这可以表示成如下形式：

$\begin{array}{c}{\stackrel{\‾}{V}}_1=\frac{1}{n_1}(n_2{\stackrel{\‾}{V}}_a+n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{V}}_c)\\ =\frac{{n^{\′}}_2}{n_1}((2+\sqrt{3}){\stackrel{\‾}{V}}_a+{\stackrel{\‾}{V}}_c)\\ =\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}\frac{1}{\sqrt{3}\sqrt{2+\sqrt{3}}}(2+\sqrt{3}+(-\frac{1}{2}+j\frac{\sqrt{3}}{2})){\stackrel{\‾}{V}}_a\\ ={\stackrel{\‾}{V}}_a\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}\frac{1}{\sqrt{3}\sqrt{2+\sqrt{3}}}(\frac{3}{2}+\sqrt{3}+j\frac{\sqrt{3}}{2})\\ ={\stackrel{\‾}{V}}_a\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}\frac{1}{\sqrt{2+\sqrt{3}}}(\frac{\sqrt{3}}{2}+1+j\frac{1}{2})\\ ={\stackrel{\‾}{V}}_a\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}(\frac{\sqrt{2+\sqrt{3}}}{2}+j\frac{\sqrt{2-\sqrt{3}}}{2})\\ ={\stackrel{\‾}{V}}_a\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}{e}^{j\frac{\mathrm{\π}}{12}}\end{array}$

由此得出：

${\stackrel{\‾}{V}}_1={\stackrel{\‾}{V}}_a\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}{e}^{j\frac{\mathrm{\π}}{12}}$

对V₂，应用下式：

$\begin{array}{c}{\stackrel{\‾}{V}}_2=\frac{1}{n_1}(n_2{\stackrel{\‾}{V}}_c+n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{V}}_a)\\ =\frac{{n^{\′}}_2}{n_1}((2+\sqrt{3}){\stackrel{\‾}{V}}_c+{\stackrel{\‾}{V}}_a)\\ =\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}\frac{1}{\sqrt{3}\sqrt{2+\sqrt{3}}}(\left(2+\sqrt{3}\right)*(-\frac{1}{2}+j\frac{\sqrt{3}}{2})+1){\stackrel{\‾}{V}}_a\\ ={\stackrel{\‾}{V}}_a\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}\frac{1}{\sqrt{3}\sqrt{2+\sqrt{3}}}(-\frac{\sqrt{3}}{2}+j\sqrt{3}\left(\frac{2+\sqrt{3}}{2}\right))\\ ={\stackrel{\‾}{V}}_a\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}\frac{1}{\sqrt{2+\sqrt{3}}}(-\frac{1}{2}+j\left(\frac{2+\sqrt{3}}{2}\right))\\ ={\stackrel{\‾}{V}}_a\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}(-\frac{\sqrt{2-\sqrt{3}}}{2}+j\frac{\sqrt{2+\sqrt{3}}}{2})\\ ={\stackrel{\‾}{V}}_a\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}{e}^{j\frac{7\mathrm{\π}}{12}}\end{array}$

由此得出：

${\stackrel{\‾}{V}}_2={\stackrel{\‾}{V}}_a\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{{n^{\′}}_2+n_2}{n_1}{e}^{+j\frac{\mathrm{\π}}{12}}{e}^{+j\frac{\mathrm{\π}}{2}}$

由此，的确求出了V₂＝jV₁，即，电压具有相同数值并且它们是正交的。

若次级电流是平衡的(I₂＝jI)，则对三柱类型的强制连接磁通的变压器，在每个核上的安培-匝数代偿示出该初级电流也是平衡的。具体地：

$\left(1\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=n_2{\stackrel{\‾}{I}}_1+n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_2-\frac{1}{2}(n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1+n_2{\stackrel{\‾}{I}}_2)$

$\left(1\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=(2+\sqrt{3})n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1+j{n}_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1-\frac{1}{2}(n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1+j(2+\sqrt{3})n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1)$

$\left(1\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=[(2+\sqrt{3})+j-\frac{1}{2}(1+j(2+\sqrt{3}))]\left[n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(1\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=[2+\sqrt{3}+j-\frac{1}{2}-j\frac{2+\sqrt{3}}{2}]\left[n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(1\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=[\frac{3}{2}+\sqrt{3}-j\frac{\sqrt{3}}{2}]\left[n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(1\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=\sqrt{2+\sqrt{3}}\sqrt{3}[\frac{\sqrt{2+\sqrt{3}}}{2}-j\frac{\sqrt{2-\sqrt{3}}}{2}]\left[n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(1\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=\frac{1}{\sqrt{2}}[\frac{\sqrt{2+\sqrt{3}}}{2}-j\frac{\sqrt{2-\sqrt{3}}}{2}]\left[(n_2^{\′}+n_2){\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(1\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[(n_2^{\′}+n_2){\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{\mathrm{\π}}{12}}$

$\left(1\right){\stackrel{\‾}{I}}_A-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=\frac{1}{\sqrt{2}}[\frac{(n_2^{\′}+n_2)}{n_1}{\stackrel{\‾}{I}}_1{]e}^{-j\frac{\mathrm{\π}}{12}}$

$\left(2\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=-\frac{1}{2}(n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1+n_2{\stackrel{\‾}{I}}_2)-\frac{1}{2}(n_2{\stackrel{\‾}{I}}_1+n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_2)$

$\left(2\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=-\frac{1}{2}(n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1+j(2+\sqrt{3})n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1)-\frac{1}{2}((2+\sqrt{3})n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1+j{n}_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1)$

$\left(2\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=-\frac{1}{2}[(1+j(2+\sqrt{3}))+((2+\sqrt{3})+j)]\left[n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(2\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=-\frac{1}{2}[3+\sqrt{3}+j(3+\sqrt{3})]\left[n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(2\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=-\sqrt{3}\frac{1}{2}[1+\sqrt{3}+j(1+\sqrt{3})]\left[n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(2\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=-2\sqrt{2+\sqrt{3}}\sqrt{3}\frac{1}{2}[\frac{1+\sqrt{3}}{2\sqrt{2+\sqrt{3}}}+j\frac{1+\sqrt{3}}{2\sqrt{2+\sqrt{3}}}]\left[n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(2\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=-\frac{1}{\sqrt{2}}[\frac{1+\sqrt{3}}{2\sqrt{2+\sqrt{3}}}+j\frac{1+\sqrt{3}}{2\sqrt{2+\sqrt{3}}}]\left[(n_2^{\′}+n_2){\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(2\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=-\frac{1}{\sqrt{2}}[\sqrt{{\left(\frac{1+\sqrt{3}}{2\sqrt{2+\sqrt{3}}}\right)}^2}+j\sqrt{{\left(\frac{1+\sqrt{3}}{2\sqrt{2+\sqrt{3}}}\right)}^2}]\left[(n_2^{\′}+n_2){\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(2\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=-\frac{1}{\sqrt{2}}[\frac{1}{\sqrt{2}}+j\frac{1}{\sqrt{2}}]\left[(n_2^{\′}+n_2){\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(2\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_B-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=-\frac{1}{\sqrt{2}}\left[(n_2^{\′}+n_2){\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{3\mathrm{\π}}{4}}$

$\left(2\right){\stackrel{\‾}{I}}_B-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\left(\frac{n_2^{\′}+n_2}{n_1}\right){\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{3\mathrm{\π}}{4}}$

$\left(3\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_C-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B=n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1+n_2{\stackrel{\‾}{I}}_2-\frac{1}{2}(n_2{\stackrel{\‾}{I}}_1+n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_2)$

$\left(3\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_C-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B=n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1+j(2+\sqrt{3})n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1-\frac{1}{2}((2+\sqrt{3})n_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1+j{n}_2^{\′}{\stackrel{\‾}{I}}_1)$

$\left(3\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_C-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B=[1+j(2+\sqrt{3})-\frac{1}{2}((2+\sqrt{3})+j)]\left[{n_2^{\′}\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(3\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_C-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B=[-\frac{\sqrt{3}}{2}+j\frac{3+2\sqrt{3}}{2}]\left[{n_2^{\′}\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(3\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_C-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B=\sqrt{3}[-\frac{1}{2}+j\frac{\sqrt{3}+2}{2}]\left[{n_2^{\′}\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(3\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_C-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B=\sqrt{3}\sqrt{2+\sqrt{3}}[-\frac{\sqrt{2-\sqrt{3}}}{2}+j\frac{\sqrt{2+\sqrt{3}}}{2}]\left[{n_2^{\′}\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(3\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_C-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B=\frac{1}{\sqrt{2}}[-\frac{\sqrt{2-\sqrt{3}}}{2}+j\frac{\sqrt{2+\sqrt{3}}}{2}]\left[(n_2^{\′}+n_2){\stackrel{\‾}{I}}_1\right]$

$\left(3\right)n_1{\stackrel{\‾}{I}}_C-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-n_1\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[(n_2^{\′}+n_2){\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{+j\frac{7\mathrm{\π}}{12}}$

$\left(3\right){\stackrel{\‾}{I}}_C-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\left(\frac{n_2^{\′}+n_2}{n_1}\right){\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{7\mathrm{\π}}{12}}$

为了简化表示法，以下记为：

$k=\frac{1}{\sqrt{2}}\left(\frac{n_2^{\′}+n_2}{n_1}\right)$

这样得出具有三个未知数I_A、I_B和I_C的系统方程：

$\left(1\right){\stackrel{\‾}{I}}_A-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=k\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{\mathrm{\π}}{12}}$

$\left(2\right){\stackrel{\‾}{I}}_B-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=k\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{3\mathrm{\π}}{4}}$

$\left(3\right){\stackrel{\‾}{I}}_C-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A-\frac{1}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B=k\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{+j\frac{7\mathrm{\π}}{12}}$

由于(1)+(2)+(3)等于0，系统受到约束，由此具有无穷多解。然而，基尔霍夫节点规则(对一个Δ连接或一个星形连接)给出：

${\stackrel{\‾}{I}}_A+{\stackrel{\‾}{I}}_B+{\stackrel{\‾}{I}}_C=0$

因此使用上述方程，系统方程变为：

$\left(1\right)\frac{3}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_A=k\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{\mathrm{\π}}{12}}$

$\left(2\right)\frac{3}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_B=k\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{3\mathrm{\π}}{4}}$

$\left(3\right)\frac{3}{2}{\stackrel{\‾}{I}}_C=k\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{7\mathrm{\π}}{12}}$

${\stackrel{\‾}{I}}_A=\frac{\sqrt{2}}{3}\frac{n_2^{\′}+n_2}{n_1}\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{\mathrm{\π}}{12}}$

${\stackrel{\‾}{I}}_B=\frac{\sqrt{2}}{3}\frac{n_2^{\′}+n_2}{n_1}\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{3\mathrm{\π}}{4}}$

${\stackrel{\‾}{I}}_C=\frac{\sqrt{2}}{3}\frac{n_2^{\′}+n_2}{n_1}\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{7\mathrm{\π}}{12}}$

${\stackrel{\‾}{I}}_A=\frac{\sqrt{2}}{3}\frac{n_2^{\′}+n_2}{n_1}\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{\mathrm{\π}}{12}}$

${\stackrel{\‾}{I}}_B=\frac{\sqrt{2}}{3}\frac{n_2^{\′}+n_2}{n_1}\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{\mathrm{\π}}{12}}{e}^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{3}}$

${\stackrel{\‾}{I}}_C=\frac{\sqrt{2}}{3}\frac{n_2^{\′}+n_2}{n_1}\left[{\stackrel{\‾}{I}}_1\right]e^{-j\frac{\mathrm{\π}}{12}}{e}^{+j\frac{2\mathrm{\π}}{3}}$

如在图4中所示，这的确是一个具有2π/3相位的偏移的平衡的三相系统，，其中可以看出上述电流比。图4为相量示意图，其示出了图1的变压器1的三相电流和两相电流。

按照已知的方式，变压器可具有多个次级。由此，在未示出的变体中，该变压器1包括不仅由绕组9到12所构成的次级，而且至少一种其它两相次级，和/或至少一种三相次级，它们可以按照与绕组9到12的相同方式来实现。在该变型中，变压器1可以以平衡方式被用于为除1以外的任意数量的负载提供功率。例如，针对十一个负载，它可以在九个负载上使用相应的三相次级，和在两个负载上使用相应的两相次级：11＝3*3+2。

图5和6分别与图1和图2相似，并且它们示出了在本发明的第二实施例中的变压器20。与图2的变压器1的元器件相同或相似的元器件，被赋予了相同的参考标号，而不再详细描述。

在变压器20中，绕组6、9和10的位置和绕组7的位置相对于变压器1被对换∶绕组6，9和10围绕着中心柱4，并且绕组7围绕着侧柱3。除了这个差别之外，变换器20与变压器1是基本相同的。

变压器20具有与变压器1相同的上述优点。特别地，该变压器20具有在相位正交状态的电流和电压。上述电流和电压比是守恒的。虽然如此，变压器20在其两相侧上不再具有相同的设备对称性，这意味着可能在两个两相相位的磁漏电感方面存在差异。

在图1和5的变压器1和20中，柱3、4和5是彼此平行地位于一个公共平面内，当制作具有强制连接磁通和三芯的平衡三相变压器时，其相当于共同用于磁路的拓扑结构。虽然如此，在变型实施例中，根据本发明的变压器可以包括具有三个柱的磁路，该三个柱以其他拓扑结构被磁性连接在一起。

因此，图7和8为三柱磁路的各自透视图，该三柱磁路可以根据本发明被用于制造变压器。在图7和8中，使用了与图1和5中的相同的参考标号，用以表示对应的元器件，而没有混淆的风险。

Claims (6)

1.一种三相-两相变压器(1、20)，其包括：磁路(2)、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第一柱(3；4)、第二柱(4；3)和第三柱(5)；和

该三相绕组包括围绕第一柱(3；4)的n₁匝数的第一绕组(6)、围绕第二柱(4；3)的n₁匝数的第二绕组(7)和围绕第三柱(5)的n₁匝数的第三绕组(8)；

该变压器特征在于：

该两相绕组包括围绕第一柱(3；4)的n2匝数的第四绕组(9)，围绕第一柱(3；4)的n'₂匝数的第五绕组(10)，围绕第三柱(5)的n₂匝数的第六绕组(11)和围绕第三柱(5)的n'₂匝数的第七绕组(12)；

该第四绕组(9)与该第七绕组(12)是串联连接的，并且构成第一两相相位，而第四和第七绕组(9、12)中的每一绕组存在相应的缠绕方向，用以电流(I₁)在第一两相相位中流动，在相同方向具有磁势(n₂I₁,n'₂I₁)；和

该第五绕组(10)和该第六绕组(11)是串联连接的，并且构成第二两相相位，而第五和第六绕组(10、11)中的每一绕组存在相应的缠绕方向，用以电流(I₂)在第二两相相位中流动，在相同方向具有磁势(n₂I₂,n'₂I₂)。

2.根据权利要求1所述的变压器(1、20)，其中

n₂＝(2+√3)n'₂

3.根据权利要求1或权利要求2所述的变压器(1)，其中所述第二柱(4)为中心柱，该中心柱位于第一柱(3)和第三柱(5)之间。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的变压器(20)，其中所述第一柱(4)为中心柱，其位于第二柱(3)和第三柱(5)之间。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的变压器(1、20)，其中磁路(2)呈现出关于一个包含在中心柱(4)中的旋转轴线的对称性，和/或关于一个含有所述中心柱(4)的对称平面的对称性。

6.根据权利要求1到5的任一项所述的变压器(1、20)，进一步包括至少一组额外的三相或两相绕组。