CN105990010B - 多相自耦变压器 - Google Patents

Abstract

多相自耦变压器。一种变压器(100)包括芯(116)和多条导线(120)。所述多条导线(120)中的各条导线包括缠绕在所述芯(116)周围的至少三个绕组，使得在与所述多条导线(120)中的对应导线关联的输出连接点处的相电压(121)基本上是所述对应导线的线电压(126)的所选择的百分比(124)，并且使得谐波电流(128)被减小至所选择的容限内。

Description

多相自耦变压器

技术领域

本公开一般地涉及变压器，并且具体地，涉及自耦变压器。再更具体地，本公开涉及一种具有改进谐波抑制的配置的多相自耦变压器。

背景技术

一些装置使用直流(DC)电力来供电，然而其它装置使用交流(AC)电力来供电。在特定应用中，提供交流电力的电源被用来向需要直流电力的电气部件供应电力。通常，在这些应用中，使用变压器将交流电力转换为直流电力。

作为一个例示性示例，用于飞机的发电系统可以包括被用来向飞机上的电气部件供应电力的电源。这些电源通常是交流电源。电源可以包括例如但不限于任何数量的交流发电机、发电机、辅助电力单元、发动机、其它类型的电源或其组合。可以将由这些电源提供的交流电力转换为可以被发送到飞机上的任何数量的电气部件的直流电力。电气部件可以包括例如但不限于飞机上的锁定机构、电机、计算机系统、灯光系统、环境系统或者一些其它类型的装置或系统。

然而，将交流电力转换为直流电力可能导致不期望的谐波，这进而可能导致发电系统、配电系统或二者的不期望的谐波失真。谐波是在为基波功率频率的倍数的频率下的电流和电压。减少谐波并且因此减少谐波失真可以减少电力系统中的峰值电流、过热以及其它不期望的效果。

一些当前可用的多相变压器(包括曲折变压器)可以被用在电力系统中以减少谐波电流，并且因此，减少谐波失真。然而，由这些当前可用的变压器提供的谐波抑制的水平可能不会将谐波电流减少至所选择的容限内。因此，可能需要在电力系统中使用附加的电气装置，诸如滤波器。然而，这些附加的电气装置可能增加电力系统的总重量超过预期。因此，将期望具有考虑以上所讨论的问题中的至少一些问题以及其它可能的问题的方法和设备。

发明内容

在一个例示性实施方式中，一种变压器包括芯和多条导线。所述多条导线中的各条导线包括缠绕在所述芯周围的至少三个绕组，使得在与所述多条导线中的对应导线关联的输出连接点处的相电压基本上是所述对应导线的线电压的所选择的百分比，并且使得谐波电流被减小至所选择的容限内。

在另一例示性实施方式中，一种变压器包括芯、第一导线、第二导线和第三导线。所述第一导线包括第一多个绕组，所述第一多个绕组在中性点和与所述第一导线关联的第一输出连接点之间包括至少两个相位的至少两个绕组。所述第二导线包括第二多个绕组，所述第二多个绕组在所述中性点和与所述第二导线关联的第二输出连接点之间包括至少两个相位的至少两个绕组。所述第三导线包括第三多个绕组，所述第三多个绕组在所述中性点和与所述第三导线关联的第三输出连接点之间包括至少两个相位的至少两个绕组。

在又一例示性实施方式中，一种变压器包括芯、第一导线、第二导线和第三导线。所述第一导线包括包含至少三个绕组的第一多个绕组。所述第二导线包括包含至少三个绕组的第二多个绕组。所述第三导线包括包含至少三个绕组的第三多个绕组。所述第一多个绕组、所述第二多个绕组和所述第三多个绕组缠绕在所述芯周围，使得所述第一导线、所述第二导线和所述第三导线的各个绕组的相位与Y型线配置一致。有利地，所述变压器包括缠绕在所述芯(116)周围的所述第一多个绕组(132)、所述第二多个绕组(136)和所述第三多个绕组(140)，使得谐波电流(128)被减小至所选择的容限内。有利地，所述变压器包括相位差大约120度的第一输出连接点(150)、第二输出连接点(152)和第三输出连接点(154)。优选地，所述第一多个绕组(132)形成所述第一导线(130)，所述第二多个绕组(136)形成所述第二导线(134)，并且所述第三多个绕组(140)形成所述第三导线(138)，其中，所述第一导线(130)、所述第二导线(134)和所述第三导线(138)在中性点(115)处彼此连接，其中，所述变压器(100)是多相自耦变压器(104)。

特征和功能能够被独立地实现在本公开的各种实施方式中，或者可以在能够参照以下描述和附图看到进一步细节的其它的实施方式中被组合。

附图说明

在所附权利要求中阐述了被认为是例示性实施方式的特征的新颖特征。然而，例示性实施方式以及优选使用模式、另外的目标及其特征将在结合附图阅读时通过参照本公开的例示性实施方式的以下详细描述而被最好地理解，其中：

图1是根据例示性实施方式的形式为框图的变压器的例示；

图2是根据例示性实施方式的具有Y型线-Δ相位配置的变压器的相量图的例示；

图3是根据例示性实施方式的具有Y型线-Δ相位配置的变压器的例示；

图4是根据例示性实施方式的具有Y型线-Δ相位配置的变压器的相量图的例示；

图5是根据例示性实施方式的具有Y型线-Δ相位配置的变压器的相量图的例示；

图6是根据例示性实施方式的具有Y型线-Y相位配置的变压器的相量图的例示；

图7是根据例示性实施方式的具有Y型线-Y相位配置的变压器的例示；

图8是根据例示性实施方式的具有Y型线-Y相位配置的变压器的相量图的例示；

图9是根据例示性实施方式的具有Y型线-Y相位配置的变压器的相量图的例示；

图10是根据例示性实施方式的形式为流程图的用于改变多相交流电力的电压电平的过程的例示；以及

图11是根据例示性实施方式的形式为流程图的用于改变多相交流电力的电压电平的过程的例示。

具体实施方式

例示性实施方式识别并考虑不同的考虑事项。例如，例示性实施方式识别并考虑可能期望具有带改进谐波抑制的配置的变压器。

此外，例示性实施方式识别并考虑可能期望具有带在改进谐波抑制的同时减少由电磁干扰导致的不期望的效果的配置的变压器。按照这种方式，可以改进由使用这种类型的变压器的电力系统所生成的电力的总体质量。因此，例示性实施方式提供改进谐波抑制同时还减少不期望的电磁干扰(EMI)效果的多相自耦变压器。

现在参照图，并且具体地，参照图1，根据例示性实施方式以框图的形式描绘变压器的例示。在此例示性示例中，变压器100可以被用于将交流电力转换为直流电力。具体地，变压器100被用来改变在变压器100处接收的交流电力的电压电平，使得新电压电平可以适合于转换为直流电力。

在此例示性示例中，变压器100采取自耦变压器102的形式。具体地，自耦变压器102可以采取多相自耦变压器104的形式。在其它例示性示例中，变压器100可以采取隔离变压器的形式。

变压器100被配置为从源108接收多个交流电流106。源108可以是交流电源。换句话说，源108被配置为提供形式为交流电流、交流电压或二者的交流电力。

如本文所使用的，交流电压是周期性地使方向反转的电压。交流电压的波形通常是交流波形，诸如例如但不限于正弦波。相反，直流电压是为单向的电压。如本文所使用的，可以在连接点处、跨越电容器或者相对于中性点或地沿着导线测量交流电压。

取决于实施方式，源108可以采取许多不同的形式。例如，源108可以采取多相源110的形式。多相源110提供具有不同相位的多个交流电流。作为一个例示性示例，多相源110可以采取提供具有三个不同的相位的三个交流电流的三相源112的形式。这三个交流电流例如可以相对于彼此在相位上偏移大约120度。按照这种方式，三相源112为变压器100提供三相交流电流输入。

变压器100通过多条输入线114从源108接收多个交流电流106。如本文所使用的，“线”(诸如多条输入线114中的一条)可以由被配置为承载电流的任何数量的电线、金属线或引线组成。可以相对于中性点或地测量沿着多条输入线114中的任何一条承载的交流电压。

当源108采取三相源112的形式时，多条输入线114包括各自承载不同相位的交流电流的三条输入线。多条输入线114中的每一条可以由导电材料组成。导电材料可以采取例如但不限于铝、铜、金属合金、某种其它类型的导电材料或其某种组合的形式。

如所描绘的，变压器100包括多条导线120以及具有多个枝干118的芯116。多个枝干118中的每一个可以是芯116的细长部。按照这种方式，多个枝干118可以被认为与芯116一体。如本文所使用的，与第二项“一体”的第一项可以被认为是第二项的一部分。

在这些例示性示例中，多个枝干118包括和在多个交流电流106中存在交流电流一样多的枝干。例如，当源108采取三相源112的形式时，多个枝干118包括三个枝干。在一些例示性示例中，多个枝干118也可以被称为多个腿。

取决于实施方式，芯116可以由一种或更多种不同类型的材料组成。例如，芯116可以由钢、铁、金属合金、某种其它类型的铁磁金属或其组合组成。

变压器100具有Y型线配置122。在这些例示性示例中，“线配置”是指多条导线120的配置，并且因此是指多条导线120相对于彼此和芯116的绕组。在一个例示性示例中，多条导线120缠绕在芯116的多个枝干118周围并且在中性点115处彼此连接以形成Y型线配置122。

利用Y型线配置122，多条导线120中的每一条的一端连接至中性点115，然而另一端连接至多条输入线114中的对应一条。输入连接点131是多条输入线114连接至多条导线120所在的连接点。

在此例示性示例中，将被配置用于接收不同相位的交流电流的多条导线120彼此连接形成多条导线120会合的中性点115。然而，在其它例示性示例中，中性点115可以接地。

多条导线120中的每一条可以包括一个或更多个绕组并且可以由导电材料组成。这些绕组中的每一个可以采取线圈或者具有一匝或更多匝的线圈的一部分的形式。导电材料可以采取例如但不限于铝、铜、金属合金、某种其它类型的导电材料或其组合的形式。

在这些例示性示例中，多条导线120中的各条导线包括缠绕在芯116周围的至少三个绕组。具体地，多条导线120中的每一条的至少三个绕组可以缠绕在芯116周围，使得在与多条导线120中的对应导线关联的输出连接点处的跨越这些绕组的相电压121基本上是对应导线的线电压126的所选择的百分比124。

所选择的百分比124可以是小于大约100％的百分比。例如，所选择的百分比124可以是在大约1％与大约99％之间的范围内。取决于实施方式，所选择的百分比124可以是大约1.0％与大约57.5％之间的百分比或者大约58.0％与大约99.0％之间的百分比。按照这种方式，可以在至少三个绕组中的每一个中按选择匝数将多条导线120缠绕在芯116周围，以实现小于1:1的线电压126与相电压121的期望比。

此外，可以将多条导线120中的每一条的至少三个绕组缠绕在芯116周围，使得谐波电流128被减少至所选择的容限内。换句话说，可以将多条导线120中的每一条的至少三个绕组缠绕在芯116周围以改进谐波抑制。谐波抑制可以随着包括在多条导线120中的每一条中的绕组的数量增加而增加。

可以按照许多不同的方式实现多条导线120。可以将多条导线120中的每一条的至少三个绕组缠绕在芯116的多个枝干118中的至少两个枝干周围。

在一个例示性示例中，多条导线120包括含有第一多个绕组132的第一导线130、含有第二多个绕组136的第二导线134以及含有第三多个绕组140的第三导线138。在此例示性示例中，第一多个绕组132、第二多个绕组136和第三多个绕组140中的各个绕组具有基于线电压与相电压的期望比而选择的匝数。谐波抑制可以随着包括在第一多个绕组132、第二多个绕组136和第三多个绕组140中的每一个中的绕组的数量增加而增加。

在一个例示性示例中，第一多个绕组132、第二多个绕组136和第三多个绕组140中的每一个中的各个绕组具有基本上相当于变压器100的多个Δ相位142中的一个的相位。如本文所使用的，第一相位可以通过在幅度上基本上相当于第二相位或者与第二相位偏移大约180度、大约360度或其某个倍数而基本上相当于第二相位。

当源108采取三相源112的形式并且多条输入线114包括三条输入线时，在此例示性示例中多个Δ相位142包括三个Δ相位。这三个Δ相位可以是由三条输入线形成的三个输入连接点131之间的相位差。这三个Δ相位可以彼此偏移大约120度。

多个Δ相位142对应于Δ型线配置144。换句话说，如果多条导线120按照Δ型线配置144连接，则多个Δ相位142可以是多条导线120将具有的相位。利用Δ型线配置144，导线的各端将连接至另一导线的端，使得多条导线120形成基本上等边的三角形。

按照这种方式，第一多个绕组132、第二多个绕组136和第三多个绕组140可以各自包括具有与Δ型线配置144一致的相位的绕组。当相位基本上相当于多个Δ相位142中的一个时，相位可以与Δ型线配置144一致。

在第一例示性示例中，第一多个绕组132、第二多个绕组136和第三多个绕组140各自包括五个绕组。多条导线120中的每一条中的五个绕组中的每一个可以具有基本上相当于多个Δ相位142中的一个的相位。具体地，多条导线120中的每一条中的五个绕组的相位可以包括基本上相当于至少两个不同的Δ相位的相位。

在第二例示性示例中，第一多个绕组132、第二多个绕组136和第三多个绕组140各自包括与Δ型线配置144一致的六个绕组。多条导线120中的每一条中的六个绕组中的每一个可以具有基本上相当于多个Δ相位142中的一个的相位。具体地，多条导线120中的每一条中的五个绕组的相位可以包括基本上相当于至少两个不同的Δ相位的相位。

在一些例示性示例中，第一多个绕组132、第二多个绕组136和第三多个绕组140可以各自包括具有与Y型线配置122一致的相位的绕组。当相位基本上相当于多个Y相位146中的一个时，相位可以与Y型线配置122一致。

例如，第一多个绕组132、第二多个绕组136和第三多个绕组140中的每一个中的各个绕组可以具有基本上相当于变压器100的多个Y相位146中的一个Y相位的相位。多个Y相位146对应于Y型线配置122。具体地，多个Y相位146中的每一个是输入连接点131中的对应一个与中性点115之间的相位差。在一些情况下，多个Y相位146可以被称为对应于多条导线120的多个线相位。当源108采取三相源112的形式并且多条输入线114包括三条输入线时，多个Y相位146包括彼此偏移大约120度的三个Y相位。

在第一例示性示例中，第一多个绕组132、第二多个绕组136和第三多个绕组140各自包括具有与Y型线配置122一致的相位的四个绕组。换句话说，多条导线120中的每一条中的四个绕组中的每一个可以具有基本上相当于多个Y相位146中的一个的相位。

在第二例示性示例中，第一多个绕组132、第二多个绕组136和第三多个绕组140各自包括具有与Y型线配置122一致的相位的六个绕组。换句话说，多条导线120中的每一条中的六个绕组中的每一个可以具有基本上相当于多个Y相位146中的一个Y相位的相位。

变压器100可以具有多条输出线可以连接至的输出连接点148。输出连接点148可以相位差大约120度。

在一个例示性示例中，变压器100可以是具有Y型线-Δ相位配置151的三相自耦变压器。利用Y型线-Δ相位配置151，多条导线120根据Y型线配置122缠绕在芯116周围。此外，利用Y型线-Δ相位配置151，多条导线120中的每一条中的各个绕组可以具有基本上相当于多个Δ相位142中的一个Δ相位的相位。

具体地，利用Y型线-Δ相位配置151，多条导线120中的每一条可以在中性点115和与该导线对应的输出连接点之间包括至少两个不同的相位的至少两个绕组。所述至少两个不同的相位中的每一个基本上相当于多个Δ相位142中的一个。作为一个例示性示例(而非限制)，第一多个绕组132可以在中性点115和与第一导线130关联的第一输出连接点150之间包括至少两个不同的相位的至少两个绕组。

类似地，第二多个绕组136可以在中性点115和与第二导线134关联的第二输出连接点152之间包括至少两个不同的相位的至少两个绕组。所述至少两个不同的相位可以与Δ型线配置144一致。此外，第三多个绕组140可以在中性点115和与第三导线138关联的第三输出连接点154之间包括至少两个不同的相位的至少两个绕组。所述至少两个不同的相位可以与Δ型线配置144一致。

在另一例示性示例中，变压器100可以采取具有Y型线-Y相位配置155的三相自耦变压器的形式。利用Y型线-Y相位配置155，多条导线120根据Y型线配置122缠绕在芯116周围。此外，利用Y型线-Y相位配置155，多条导线120中的每一条中的各个绕组可以具有基本上相当于多个Y相位146中的一个的相位。

具体地，利用Y型线-Y相位配置155，多条导线120中的每一条可以包括各个绕组具有基本上相当于多个Y相位146中的一个的相位的至少三个绕组。例如，但不限于，可以将第一多个绕组132、第二多个绕组136和第三多个绕组140缠绕在芯116周围，使得第一导线130、第二导线134和第三导线138中的各个绕组的相位与Y型线配置122一致。

用于变压器100的Y型线-Δ相位配置151以及Y型线-Y相位配置155二者使得能实现改进的谐波抑制。换句话说，可以将不期望的谐波电流128以及因此谐波失真减少至所选择的容限内。利用这两种配置实现的经改进的谐波抑制可以减少对使用附加的谐波滤波器和噪声滤波器的需要。按照这种方式，可以减少变压器100或实现有变压器100的系统的总重量。

此外，改进的谐波抑制可以允许改进与变压器100关联的电力系统和配电系统的性能。此电力系统和配电系统可以被用来向诸如例如但不限于飞机、无人驾驶车辆、轮船、航天器、地面车辆、一件设备、着陆系统的平台或某种其它类型的平台中的一个或更多个系统供应电力。

图1中的变压器100的例示不意在暗示对可以实现例示性实施方式的方式的物理或架构限制。可以使用除所例示的部件之外或者代替所例示的部件的其它部件。一些部件可以是可选的。并且，这些块被呈现来例示一些功能部件。这些块中的一个或更多个当按照例示性实施方式实现时，可以被组合、划分或者组合并划分为不同的块。

例如，尽管多条导线120中的每一条在上面被描述为具有三个绕组、四个绕组、五个绕组或六个绕组，但是可以使用大于三的任何数量的绕组。取决于实施方式，利用Y型线-Δ相位配置151或Y型线-Y相位配置155，多条导线120中的每一条可以包括八个、十个、十四个、二十个或某个其它数量的绕组。

现在参照图2，根据例示性实施方式描绘具有Y型线-Δ相位配置的变压器的相量图的例示。在此例示性示例中，相量图200表示具有Y型线-Δ相位配置的变压器，诸如图1中的具有Y型线-Δ相位配置151的变压器100。

如所描绘的，相量图200标识中性点202、第一输入连接点204、第二输入连接点206和第三输入连接点208。中性点202表示变压器的中性点，诸如图1中的中性点115。第一输入连接点204、第二输入连接点206以及第三输入连接点208表示变压器的输入连接点，诸如图1中的输入连接点131。

在此例示性示例中，第一输入连接点204、第二输入连接点206和第三输入连接点208沿着外圆210排列，所述外圆210表示与这些输入连接点对应的电压电平。如所描绘的，这三个输入连接点沿着外圆210基本上彼此等距离，这指示与这些输入连接点对应的交流电流相位差大约120度。

在从第三输入连接点208到第一输入连接点204的方向上示出了Δ相位211。在从第一输入连接点204到第二输入连接点206的方向上示出了Δ相位213。此外，在从第二输入连接点206到第三输入连接点208的方向上示出了Δ相位215。Δ相位211、Δ相位213和Δ相位215是图1中的多个Δ相位142的示例。在此例示性示例中，Δ相位211、Δ相位213和Δ相位215偏移了大约120度。

Y相位212、Y相位214和Y相位216分别是中性点202与第一输入连接点204之间的相位差、中性点202与第二输入连接点206之间的相位差以及中性点202与第三输入连接点208之间的相位差。Y相位212、Y相位214和Y相位216分别可以对应于第一导线、第二导线和第三导线。

利用Y型线-Δ相位配置，这三条导线可以在由相量图200中的中性点202所表示的中性点处连接在一起，以形成Y型线配置。此外，这三条导线中的每一条可以具有匝数相同或不同的至少三个绕组。

在此例示性示例中，与Y相位212对应的第一导线、与Y相位214对应的第二导线以及与Y相位216对应的第三导线各自具有五个绕组，其中的每一个具有可以确定在输出连接点处的相电压的电压电平的所选择的数量的匝数。第一导线的五个绕组由绕组相位218、绕组相位220、绕组相位222、绕组相位224和绕组相位226表示。

作为一组，绕组相位218、绕组相位220、绕组相位222、绕组相位224和绕组相位226包括与Δ型线配置一致的三个不同的相位。特定绕组的绕组相位是该特定绕组的相位。

如所描绘的，绕组相位218基本上相当于Δ相位215。绕组相位220和绕组相位226基本上相当于Δ相位213。绕组相位222和绕组相位224基本上相当于Δ相位211。第一输出连接点228表示与第一导线对应的输出连接点。

按照类似的方式，与Y相位214对应的第二导线的五个绕组由绕组相位230、绕组相位232、绕组相位234、绕组相位236和绕组相位238表示。作为一组，绕组相位230、绕组相位232、绕组相位234、绕组相位236和绕组相位238包括与Δ型线配置一致的三个不同的相位。

如所描绘的，绕组相位230基本上相当于Δ相位211。绕组相位232和绕组相位238基本上相当于Δ相位215。绕组相位234和绕组相位236基本上相当于Δ相位213。第二输出连接点240表示与第二导线对应的输出连接点。

此外，与Y相位216对应的第三导线的五个绕组由绕组相位242、绕组相位244、绕组相位246、绕组相位248和绕组相位250表示。作为一组，绕组相位242、绕组相位244、绕组相位246、绕组相位248和绕组相位250包括与Δ型线配置一致的三个不同的相位。

如所描绘的，绕组相位242基本上相当于Δ相位213。绕组相位244和绕组相位250基本上相当于Δ相位211。绕组相位246和绕组相位248基本上相当于Δ相位215。第三输出连接点252表示与第三导线对应的输出连接点。

如所描绘的，第一输出连接点228、第二输出连接点240和第三输出连接点252沿着内圆254排列。内圆254表示通过由相量图200表示的变压器产生的经减小的电压电平。利用图2所例示的Y型线-Δ相位配置，在这些输出连接点处的相电压的电压电平可以是对应导线的线电压的所选择的百分比。在此例示性示例中，所选择的百分比大于大约65％。

包括在各条导线中的绕组的数量以及针对绕组的数量中的每一个选择的匝数可以确定由变压器实现的电压电平的百分比变化。尽管由相量图200表示的变压器被描述为具有各自包括五个绕组的导线，但是在其它例示性示例中可以使用其它数量的绕组。

现在参照图3，根据例示性实施方式描绘具有Y型线-Δ相位配置的变压器的例示。在此例示性示例中，变压器300是针对图1中的变压器100的一个实施方式的示例。具体地，变压器300可以具有Y型线-Δ相位配置301，其可以是针对图1中的Y型线-Δ相位配置151的一个实施方式的示例。

变压器300可以是由图2中的相量图200表示的变压器。如所描绘的，变压器300包括芯302和多条导线304。芯302和多条导线304分别是针对图1中的芯116和多条导线120的实施方式的示例。

根据Y型线配置，多条导线304可以在中性点303处连接在一起。多条导线304包括第一导线305、第二导线307和第三导线309。第一导线305、第二导线307和第三导线309分别在第一输入连接点306、第二输入连接点308和第三输入连接点310处连接至三相源(未示出)并且从三相源(未示出)接收交流电流。

第一输入连接点306、第二输入连接点308和第三输入连接点310可以是针对图1中的输入连接点131的一个实施方式的示例。此外，第一输入连接点306、第二输入连接点308和第三输入连接点310分别可以由图2中的相量图200中的第一输入连接点204、第二输入连接点206和第三输入连接点208表示。

第一导线305、第二导线307和第三导线309中的每一条包括缠绕在芯302的枝干周围的五个绕组。五个绕组中的每一个具有所选择的数量的匝数。各条导线的五个绕组具有三个不同的相位。如所描绘的，芯302包括枝干312、枝干314和枝干316。枝干312、枝干314和枝干316是针对图1中的芯116的多个枝干118的一个实施方式的示例。

如所描绘的，绕组318、320、322、324和326缠绕在枝干312周围。绕组330、332、334、336和338缠绕在枝干314周围。绕组342、344、346、348和350缠绕在枝干316周围。

绕组318、334、336、344和350属于第一导线305。绕组330、320、346、348和326属于第二导线307。绕组342、332、322、324和338属于第三导线309。多条导线304中的每一条的绕组中的每一个绕组可以基本上相当于图2中的Δ相位211、Δ相位213和Δ相位215中的一个。此外，这些绕组中的每一个可以具有确定在输出连接点340、352和328处的电压电平的所选择的数量的匝数。

具体地，绕组318、334、336、344和350分别可以具有图2所示的绕组相位218、220、222、224和226。绕组330、320、346、348和326分别可以具有图2所示的绕组相位230、232、234、236和238。此外，绕组342、332、322、324和338分别可以具有图2所示的绕组相位242、244、246、248和250。

在此例示性示例中，第一输出连接点340、第二输出连接点352和第三输出连接点328分别与第一导线305、第二导线307和第三导线309关联。在图2中，第一输出连接点340、第二输出连接点352和第三输出连接点328在图2中的相量图200中分别由第一输出连接点228、第二输出连接点240和第三输出连接点252来表示。可以分别将在第一输出连接点340、第二输出连接点352和第三输出连接点328处的电压电平减小至在第一输入连接点306、第二输入连接点308和第三输入连接点310处的电压电平的所选择的百分比。

变压器300的Y型线-Δ相位配置301可以帮助减小变压器300所属于或者电连接至的电力系统中的谐波电流，并且因此减小谐波失真。这种改进的谐波抑制可以改进电力系统的总体性能并且减少对于附加滤波器的需要，从而减少电力系统的总重量。

现在参照图4，根据例示性实施方式描绘具有Y型线-Δ相位配置的变压器的相量图的例示。在此例示性示例中，相量图400表示具有与由图2中的相量图200表示的变压器不同的Y型线-Δ相位配置的变压器。在此例示性示例中，变压器的导线中的每一条可以具有五个绕组。

如所描绘的，相量图400标识中性点402、第一输入连接点404、第二输入连接点406以及第三输入连接点408。Y相位410、Y相位412和Y相位414分别是中性点402与第一输入连接点404之间的相位差、中性点402与第二输入连接点406之间的相位差以及中性点402与第三输入连接点408之间的相位差。

Y相位410、Y相位412和Y相位414分别对应于第一导线、第二导线和第三导线。利用Y型线-Δ相位配置，这三条导线在由相量图400中的中性点402所表示的中性点处连接在一起，以形成Y型线配置。在此例示性示例中，这三条导线中的每一条具有相位与Δ型线配置一致的绕组。

具体地，与Y相位410对应的第一导线、与Y相位412对应的第二导线以及与Y相位414对应的第三导线各自具有五个绕组。第一导线的五个绕组由第一多个绕组相位416来表示。类似地，第二导线的五个绕组由第二多个绕组相位418来表示。第三导线的五个绕组由第三多个绕组相位420来表示。

第一多个绕组相位416中的各个绕组相位、第二多个绕组相位418中的各个绕组相位以及第三多个绕组相位420中的各个绕组相位基本上相当于Δ相位422、Δ相位424和Δ相位426中的一个。Δ相位422、Δ相位424和Δ相位426彼此偏移了大约120度。

如所描绘的，第一输入连接点404、第二输入连接点406和第三输入连接点408沿着相量图400中的外圆427排列。外圆427表示与第一导线、第二导线和第三导线对应的线电压的电压电平。相量图400中的内圆428表示可以通过由相量图400表示的变压器所实现的相电压的电压电平。

在此例示性示例中，第一输出连接点430、第二输出连接点432和第三输出连接点434分别表示与第一导线、第二导线和第三导线对应的输出连接点。这些输出连接点沿着内圆428排列。在此例示性示例中，在这些输出连接点中的每一个处的相电压的电压电平可以是线电压的电压电平的大约65％。

现在参照图5，根据例示性实施方式描绘具有Y型线-Δ相位配置的变压器的相量图的例示。在此例示性示例中，相量图500表示具有与由图4中的相量图400以及图2中的相量图200表示的变压器不同的又一Y型线-Δ相位配置的变压器。在此例示性示例中，变压器的导线中的每一条可以具有六个绕组。

如所描绘的，相量图500标识中性点502、第一输入连接点504、第二输入连接点506以及第三输入连接点508。Y相位510、Y相位512和Y相位514分别是中性点502与第一输入连接点504之间的相位差、中性点502与第二输入连接点506之间的相位差以及中性点502与第三输入连接点508之间的相位差。

Y相位510、Y相位512和Y相位514分别对应于第一导线、第二导线和第三导线。这三条导线在中性点502处连接在一起以形成Y型线配置。在此例示性示例中，这三条导线中的每一条具有相位与Δ型线配置一致的六个绕组。

第一导线的六个绕组由第一多个绕组相位516来表示。类似地，第二导线的六个绕组由第二多个绕组相位518来表示。第三导线的六个绕组由第三多个绕组相位520来表示。

第一多个绕组相位516中的各个绕组相位、第二多个绕组相位518中的各个绕组相位以及第三多个绕组相位520中的各个绕组相位基本上相当于Δ相位522、Δ相位524和Δ相位526中的一个。Δ相位522、Δ相位524和Δ相位526彼此偏移了大约120度。

如所描绘的，第一输入连接点504、第二输入连接点506和第三输入连接点508沿着相量图500中的外圆527排列。外圆527表示与第一导线、第二导线和第三导线对应的线电压的电压电平。相量图500中的内圆528表示可以通过由相量图500表示的变压器所实现的相电压的电压电平。

在此例示性示例中，第一输出连接点530、第二输出连接点532和第三输出连接点534分别表示与第一导线、第二导线和第三导线对应的输出连接点。这些输出连接点沿着内圆528排列。在此例示性示例中，在这些输出连接点中的每一个处的相电压的电压电平可以是线电压的电压电平的大约65％。

现在参照图6，根据例示性实施方式描绘具有Y型线-Y相位配置的变压器的相量图的例示。在此例示性示例中，相量图600表示具有Y型线-Y相位配置的变压器，诸如图1中的具有Y型线-Y相位配置155的变压器100。

如所描绘的，相量图600标识中性点602、第一输入连接点604、第二输入连接点606以及第三输入连接点608。中性点602表示变压器的中性点，诸如图1中的中性点115。第一输入连接点604、第二输入连接点606和第三输入连接点608表示变压器的输入连接点，诸如图1中的输入连接点131。

在从第三输入连接点608到第一输入连接点604的方向上示出了Δ相位610。在从第一输入连接点604到第二输入连接点606的方向上示出了Δ相位612。此外，在从第二输入连接点606到第三输入连接点608的方向上示出了Δ相位614。

Y相位616、Y相位618和Y相位620分别是中性点602与第一输入连接点604之间的相位差、中性点602与第二输入连接点606之间的相位差以及中性点602与第三输入连接点608之间的相位差。Y相位616、Y相位618和Y相位620分别可以对应于第一导线、第二导线和第三导线。这三条导线可以在由相量图600中的中性点602所表示的中性点处连接在一起，以形成Y型线配置。

按照这种方式，Y相位616、Y相位618和Y相位620也可以被称为线相位。这些Y相位是图1中的多个Y相位146的示例。

在此例示性示例中，与Y相位616对应的第一导线、与Y相位618对应的第二导线以及与Y相位620对应的第三导线中的每一条具有四个绕组。这些绕组中的每一个具有与Y型线配置一致的相位。换句话说，这些绕组中每一个具有基本上相当于Y相位616、Y相位618和Y相位620中的一个的相位。

与Y相位616对应的第一导线的四个绕组由绕组相位622、绕组相位624、绕组相位626和绕组相位628来表示。作为一组，绕组相位622、绕组相位624、绕组相位626和绕组相位628包括与Y型线配置一致的三个不同的相位。

如所描绘的，绕组相位622和绕组相位628基本上相当于Y相位616。绕组相位624基本上相当于Y相位620。绕组相位626基本上相当于Y相位618。第一输出连接点630表示与第一导线对应的输出连接点。

按照类似的方式，与Y相位614对应的第二导线的四个绕组由绕组相位632、绕组相位634、绕组相位636和绕组相位638来表示。作为一组，绕组相位632、绕组相位634、绕组相位636和绕组相位638包括与Y型线配置一致的三个不同的相位。

如所描绘的，绕组相位632和绕组相位638基本上相当于Y相位618。绕组相位634基本上相当于Y相位616。绕组相位636基本上相当于Y相位620。第二输出连接点640表示与第二导线对应的输出连接点。

此外，与Y相位616对应的第三导线的四个绕组由绕组相位642、绕组相位644、绕组相位646和绕组相位648来表示。作为一组，绕组相位642、绕组相位644、绕组相位646和绕组相位648包括与Y型线配置一致的三个不同的相位。

如所描绘的，绕组相位642和绕组相位648基本上相当于Y相位620。绕组相位644基本上相当于Y相位618。绕组相位646基本上相当于Y相位616。第三输出连接点650表示与第三导线对应的输出连接点。

在此例示性示例中，第一输入连接点604、第二输入连接点606和第三输入连接点608沿着外圆652排列，所述外圆652表示与这些输入连接点对应的电压电平。第一输出连接点630、第二输出连接点640和第三输出连接点650沿着内圆654排列。内圆654表示通过由相量图600表示的变压器产生的经减小的电压电平。

利用图6所例示的Y型线-Y相位配置，在这些输出连接点处的相电压的电压电平可以是对应导线的线电压的所选择的百分比。在此例示性示例中，所选择的百分比大于大约65％。

现在参照图7，根据例示性实施方式描绘具有Y型线-Y相位配置的变压器的例示。在此例示性示例中，变压器700是针对图1中的变压器100的一个实施方式的示例。具体地，变压器700可以具有Y型线-Y相位配置701，其可以是针对图1中的Y型线-Y相位配置155的一个实施方式的示例。

变压器700可以是由图6中的相量图600表示的变压器。如所描绘的，变压器700包括芯702和多条导线704。芯702和多条导线704分别是针对图1中的芯116和多条导线120的实施方式的示例。

根据Y型线配置，多条导线704可以在中性点703处连接在一起。多条导线704包括第一导线705、第二导线707和第三导线709。第一导线705、第二导线707和第三导线709分别在第一输入连接点706、第二输入连接点708和第三输入连接点710处连接至三相源(未示出)并且从三相源(未示出)接收交流电流。

第一输入连接点706、第二输入连接点708和第三输入连接点710可以是针对图1中的输入连接点131的一个实施方式的示例。此外，第一输入连接点706、第二输入连接点708和第三输入连接点710分别可以由图6中的相量图600中的第一输入连接点604、第二输入连接点606和第三输入连接点608来表示。

第一导线705、第二导线707和第三导线709中的每一条包括缠绕在芯702的枝干周围的四个绕组。这些绕组中的每一个可以具有确定在输出连接点744、746和748处的电压电平的所选择的数量的匝数。各条导线的四个绕组具有至少三个不同的相位。如所描绘的，芯702包括枝干712、枝干714和枝干716。枝干712、枝干714和枝干716是针对图1中的芯116的多个枝干118的一个实施方式的示例。

如所描绘的，绕组720、722、724和726缠绕在枝干712周围。绕组728、730、732和734缠绕在枝干714周围。绕组736、738、740和742缠绕在枝干716周围。

绕组720、738、732和726属于第一导线705。绕组728、722、740和734属于第二导线707。绕组736、730、724和742属于第三导线709。多条导线704中的每一条的绕组中的每一个可以基本上相当于图6中的Y相位616、Y相位618和Y相位620中的一个。

具体地，绕组720、738、732和726分别可以具有图6所示的绕组相位622、624、626和628。绕组728、722、740和734分别可以具有图6所示的绕组相位632、634、636和638。此外，绕组736、730、724和742分别可以具有图6所示的绕组相位642、644、646和648。

在此例示性示例中，第一输出连接点744、第二输出连接点746和第三输出连接点748分别与第一导线705、第二导线707和第三导线709关联。在图6中，第一输出连接点744、第二输出连接点746和第三输出连接点748在图6中的相量图600中分别由第一输出连接点630、第二输出连接点640和第三输出连接点650来表示。可以将在第一输出连接点744、第二输出连接点746和第三输出连接点748处的电压电平分别减小至在第一输入连接点706、第二输入连接点708和第三输入连接点710处的电压电平的所选择的百分比。

变压器700的Y型线-Y相位配置701可以帮助减小变压器700所属于或者电连接至的电力系统中的谐波电流，并且因此减小谐波失真。这种改进的谐波抑制可以改进电力系统的总体性能并且减少对于附加滤波器的需要，从而减少电力系统的总重量。

现在参照图8，根据例示性实施方式描绘具有Y型线-Y相位配置的变压器的相量图的例示。在此例示性示例中，相量图800表示具有与由图6中的相量图600表示的变压器不同的Y型线-Y相位配置的变压器。

如所描绘的，相量图800标识中性点802、第一输入连接点804、第二输入连接点806以及第三输入连接点808。Y相位810、Y相位812和Y相位814分别对应于第一导线、第二导线和第三导线。

这三条导线在由相量图800中的中性点802所表示的中性点处连接在一起，以形成Y型线配置。Y相位810、Y相位812和Y相位814分别是中性点802与第一输入连接点804之间的相位差、中性点802与第二输入连接点806之间的相位差以及中性点802与第三输入连接点808之间的相位差。

具体地，与Y相位810对应的第一导线、与Y相位812对应的第二导线以及与Y相位814对应的第三导线中的每一条具有相位与Y型线配置一致的四个绕组。第一导线的四个绕组由第一多个绕组相位816来表示。类似地，第二导线的四个绕组由第二多个绕组相位818来表示。第三导线的四个绕组由第三多个绕组相位820来表示。

第一多个绕组相位816中的各个绕组相位、第二多个绕组相位818中的各个绕组相位以及第三多个绕组相位820中的各个绕组相位分别基本上相当于Y相位810、Y相位812和Y相位814中的一个。

在此例示性示例中还描绘了Δ相位822、Δ相位824和Δ相位826。这些Δ相位对应于Δ型线配置。然而，在此例示性示例中，变压器具有Y型线-Y相位配置，使得组成变压器的这些绕组当中没有绕组具有基本上相当于Δ相位822、Δ相位824和Δ相位826中的一个Δ相位的相位。

如所描绘的，第一输入连接点804、第二输入连接点806和第三输入连接点808沿着相量图800中的外圆827排列。外圆827表示与第一导线、第二导线和第三导线对应的线电压的电压电平。相量图800中的内圆828表示可以通过由相量图800表示的变压器所实现的相电压的电压电平。

在此例示性示例中，第一输出连接点830、第二输出连接点832和第三输出连接点834分别表示与第一导线、第二导线和第三导线对应的输出连接点。这些输出连接点沿着内圆828排列。

现在参照图9，根据例示性实施方式描绘具有Y型线-Y相位配置的变压器的相量图的例示。在此例示性示例中，相量图900表示具有与由图6中的相量图600以及图8中的相量图800表示的变压器不同的另一Y型线-Y相位配置的变压器。在此例示性示例中，变压器的导线中的每一条可以具有六个绕组。

如所描绘的，相量图900标识中性点902、第一输入连接点904、第二输入连接点906以及第三输入连接点908。Y相位910、Y相位912和Y相位914分别对应于第一导线、第二导线和第三导线。在此例示性示例中，这三条导线中的每一条具有相位与Y型线配置一致的六个绕组。

第一导线的六个绕组由第一多个绕组相位916来表示。类似地，第二导线的六个绕组由第二多个绕组相位918来表示。第三导线的六个绕组由第三多个绕组相位920来表示。

第一多个绕组相位916中的各个绕组相位、第二多个绕组相位918中的各个绕组相位以及第三多个绕组相位920中的各个绕组相位基本上相当于Y相位910、Y相位912和Y相位914中的一个。

在此例示性示例中还描绘了Δ相位922、Δ相位924和Δ相位926。这些Δ相位对应于Δ型线配置。然而，在此例示性示例中，变压器具有Y型线-Y相位配置，使得组成变压器的这些绕组当中没有绕组具有基本上相当于Δ相位922、Δ相位924和Δ相位926中的一个Δ相位的相位。

如所描绘的，第一输入连接点904、第二输入连接点906和第三输入连接点908沿着相量图900中的外圆927排列。在此例示性示例中，第一输出连接点930、第二输出连接点932和第三输出连接点934分别表示与第一导线、第二导线和第三导线对应的输出连接点。这些输出连接点沿着内圆928排列。

图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9中的例示不意在暗示对可以实现例示性实施方式的方式的物理或架构限制。可以使用除所例示的部件之外或代替所例示的部件的其它部件。一些部件可以是可选的。

图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示的不同部件可以是在图1中以框图所示的部件如何能够被实现为物理结构的例示性示例。另外，图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9中的部件中的一些可以与图1中的部件组合，与图1中的部件一起使用，或者这二者的组合。

如图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9的例示所描绘的，如以上针对变压器所描述的Y型线-Δ相位配置和Y型线-Y相位配置可以按照任何数量的方式来实现。利用Y型线-Δ相位配置，变压器可以具有例如三条导线。可以按照相同的方式实现三条导线中的每一条。

各条导线可以具有至少三个绕组。具体地，各条导线可以在变压器的中性点和与该导线对应的输出连接点之间具有至少两个绕组，所述至少两个绕组具有与Δ型线配置一致的至少两个不同的相位。可以选择组成特定导线的绕组，使得各个绕组的长度以及各个绕组沿着特定导线的放置确定由变压器产生的电压电平的百分比变化。在一些例示性示例中，可以将绕组的长度定义为绕组的匝数。

利用Y型线-Y相位配置，变压器可以具有例如三条导线。可以按照相同的方式实现三条导线中的每一条。各条导线可以具有至少三个绕组。具体地，各条导线的绕组可以具有与Y型线配置一致的至少两个不同的相位。可以选择组成特定导线的绕组，使得各个绕组的长度以及各个绕组沿着特定导线的放置确定由变压器产生的电压电平的百分比变化。

现在参照图10，根据例示性实施方式以流程图的形式描绘用于改变多相交流电力的电压电平的过程的例示。可以使用图1中的变压器100来实现图10所例示的过程。

所述过程通过将多相交流电力发送到包括芯以及缠绕在芯周围以形成改进谐波抑制的Y型线-Δ相位配置的多条导线的变压器中而开始(操作1000)。接下来，使用变压器来改变多相交流电力的电压电平，使得在与变压器的多条导线中的各条导线关联的输出连接点处的相电压基本上是对应导线的线电压的所选择的百分比(操作1002)，随后过程终止。

现在参照图11，根据例示性实施方式以流程图的形式描绘用于改变多相交流电力的电压电平的过程的例示。可以使用图1中的变压器100来实现图11所例示的过程。

所述过程通过将多相交流电力发送到包括芯以及缠绕在芯周围以形成改进谐波抑制的Y型线-Y相位配置的多条导线的变压器中而开始(操作1100)。接下来，使用变压器来改变多相交流电力的电压电平，使得在与变压器的多条导线中的各条导线关联的输出连接点处的相电压基本上是对应导线的线电压的所选择的百分比(操作1102)，随后过程终止。

不同描绘的实施方式中的流程图和块例示了例示性实施方式中的设备和方法的一些可能的实施方式的架构、功能性和操作。在这方面，流程图和框图中的各个块可以表示模块、段、函数和/或操作或步骤的一部分。

在例示性实施方式的一些另选的实现中，块中指出的一个或多个功能可以不按照图中指出的顺序发生。例如，在一些情况下，可以基本上同时执行相继示出的两个块，或者取决于所涉及的功能性，有时可以按照相反顺序执行块。并且，除所例示的块之外，还可以在流程图或框图中添加其它块。

已经出于例示和描述的目的呈现了不同的例示性实施方式的描述，但是本描述不旨在为详尽的或者以所公开的形式限于这些实施方式。许多修改和变化对于本领域技术人员而言将是显而易见的。此外，不同的例示性实施方式与其它期望的实施方式相比可以提供不同的特征。所选择的一个或多个实施方式被选取和描述，以便最好地说明实施方式的原理、实际应用，并且以使得本领域普通技术人员能够针对具有如适合于所设想的特定用途的各种修改的各种实施方式来理解本公开。

Claims (7)

1.一种多相自耦变压器(100)，该多相自耦变压器(100)包括：

芯(116)；

多条导线(120)，所述多条导线(120)包括第一导线(130)、第二导线(134)、和第三导线(138)，其中：

所述第一导线(130)包括第一多个绕组(132)，所述第一多个绕组(132)在中性点(115)和与所述第一导线(130)关联的第一输出连接点(150)之间包括至少两个相位的至少两个绕组，

所述第二导线(134)包括第二多个绕组(136)，所述第二多个绕组(136)在所述中性点(115)和与所述第二导线(134)关联的第二输出连接点(152)之间包括至少两个相位的至少两个绕组，并且

所述第三导线(138)包括第三多个绕组(140)，所述第三多个绕组(140)在所述中性点(115)和与所述第三导线(138)关联的第三输出连接点(154)之间包括至少两个相位的至少两个绕组，

其中：

所述多条导线(120)中的各条导线包括缠绕在所述芯(116)周围的至少三个绕组，使得在与所述多条导线(120)中的对应导线关联的输出连接点处的相电压(121)基本上是所述对应导线的线电压(126)的所选择的百分比(124)，并且使得谐波电流(128)被减小至所选择的容限内，

所述芯(116)包括多个枝干(118)，并且各条导线的所述至少三个绕组缠绕在所述多个枝干(118)中的至少三个枝干周围，

一个枝干上的一个绕组包括两个子绕组，并且

每一条导线具有第一端和第二端，所述第二端彼此共同系在一起，所述第一端用于接收电源的多个相位中的一个相位，所述两个子绕组之间包括抽头作为所述多相自耦变压器的多个相位中的一个相位的输出。

2.根据权利要求1所述的多相自耦变压器(100)，其中，所述第一导线(130)、所述第二导线(134)和所述第三导线(138)在所述中性点(115)处彼此连接。

3.根据权利要求1或2所述的多相自耦变压器(100)，其中，所述第一导线(130)、所述第二导线(134)和所述第三导线(138)的各个绕组具有与Δ型线配置(144)一致的相位。

4.根据权利要求1或2所述的多相自耦变压器(100)，其中，所述第一多个绕组(132)、所述第二多个绕组(136)和所述第三多个绕组(140)各自包括与Δ型线配置(144)一致的至少两个不同的相位的至少五个绕组。

5.根据权利要求1或2所述的多相自耦变压器(100)，其中，所述第一多个绕组(132)、所述第二多个绕组(136)和所述第三多个绕组(140)中的各个绕组具有基于所述线电压(126)与所述相电压(121)的期望比而选择的匝数。

6.根据权利要求1或2所述的多相自耦变压器(100)，其中，增加包括在所述第一多个绕组(132)、所述第二多个绕组(136)和所述第三多个绕组(140)中的每一个中的绕组的数量减小谐波电流(128)。

7.根据权利要求1或2所述的多相自耦变压器(100)，其中，所述第一多个绕组(132)、所述第二多个绕组(136)和所述第三多个绕组(140)各自包括与Y型线配置(122)一致的至少两个不同的相位的至少四个绕组。