CN111711368B - 电压变换装置和三相电压变换装置 - Google Patents

Abstract

本公开关于一种电压变换装置和三相电压变换装置，属于电力电子技术领域，该装置包括：至少一个电压输入端和电压输出端；至少一个主磁感应组件，均具有第一缺口；至少一个副磁感应组件，具有与第一缺口对应的第二缺口；与至少一个电压输入端相连的至少一个输入线圈；与电压输出端相连的输出线圈；设置在第一缺口和第二缺口之间可移动的至少一个磁感应调节组件，用于对电压输出端的电压进行调节。由此，本公开通过在第一缺口和第二缺口之间设置可移动的磁感应调节组件改变磁通路来实现对输出、输入线圈耦合度的调节，从而实现输出电压的幅值和/或相位的在线无级调节，且结构简单，避免了更改连接线的复杂操作。

Description

电压变换装置和三相电压变换装置

技术领域

本公开涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电压变换装置和三相电压变换装置。

背景技术

交流电自问世以来，一直是最重要且不可替代的能源形式，其中，幅值、相位、频率是定义交流电的三要素。广义上来说，在给定输入的条件下改变输出电压的一个或多个要素的装置都可称为电压变换装置或变压装置。目前，变压装置广泛存在于交流电的发、输、变、配、用各个环节，用以实现不同电压幅值、相位、频率之间转换。在变配电环节中需根据电网电压和负载情况，调节变比稳定输出电压，而在用电环节更是因为场景和用途的不同，需要调节电压变比，以获得不同的电压，满足设备用电需求。由此可见，在线无极调节电压是广泛存在的迫切需求。

相关技术中，通常使用不同相位的两个(或多个)输入电压进行耦合叠加，从而获得固定的目标相位和幅值的输出电压。但是，该方式在需要获得不同目标相位和幅值的输出电压时，不能实现相位和幅值的连续调节，必须更改接线。并且该方式也不能实现在线调节，因此使得操作非常复杂，且不易实现。

发明内容

本公开提供一种电压变换装置和三相电压变换装置，以至少解决相关技术中，不能实现相位和幅值的连续调节，需要更改接线，并且不能实现在线调节的问题。本公开的技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种电压变换装置，包括：至少一个电压输入端和电压输出端；至少一个主磁感应组件，其中，所述至少一个主磁感应组件均具有第一缺口，所述第一缺口贯穿对应所述主磁感应组件的一个边以阻断所述主磁感应组件形成的磁感应通路；至少一个副磁感应组件，其中，所述至少一个副磁感应组件均具有与所述第一缺口对应的第二缺口，所述第二缺口贯穿对应所述副磁感应组件的一个边以阻断所述副磁感应组件形成的磁感应通路；与所述至少一个电压输入端相连的至少一个输入线圈，其中，所述至少一个输入线圈绕设于所述至少一个主磁感应组件和所述至少一个副磁感应组件的第一端；与所述电压输出端相连的输出线圈，所述输出线圈绕设于所述至少一个主磁感应组件的第二端；以及设置在所述第一缺口和所述第二缺口之间可移动的至少一个磁感应调节组件，用于对所述电压输出端的电压进行调节。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种三相电压变换装置，包括：如上述的第一电压变换装置、第二电压变换装置和第三电压变换装置，其中，所述第一电压变换装置、所述第二电压变换装置和所述第三电压变换装置的至少一个电压输入端均相同，且所述第一电压变换装置、所述第二电压变换装置和所述第三电压变换装置的第一输出电压、第二输出电压和第三输出电压为三相电压。

本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：通过在至少一个主磁感应组件设置第一缺口和至少一个副磁感应组件设置第二缺口，并且在第一缺口和第二缺口之间设置可移动的至少一个磁感调节组件，通过调节至少一个磁感调节组件在第一缺口和第二缺口的位置，即可实现对电压输出端的电压的幅值和/相位进行在线无极调节，且结构简单，避免了更改接线的复杂操作。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理，并不构成对本公开的不当限定。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电压变换装置的展开结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种电压变换装置的结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种电压变换装置的调节输出电压相位的状态示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的另一种电压变换装置的调节输出电压相位的状态示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种电压变换装置的调节输出电压相位和幅值的状态示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种电压变换的矢量图。

图7是根据一示例性实施例示出的电压变换装置的布置图。

图8是根据一示例性实施例示出的电压变换装置侧视剖面图。

图9是根据一示例性实施例示出的另一种电压变换的矢量图。

图10是根据一示例性实施例示出的一种电压变换装置的调节输出电压的幅值的状态示意图。

图11是根据一示例性实施例示出的一种三相电压变换装置的方框示意图。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电压变换装置的展开结构示意图。如图1所示，该电压变换装置可包括：至少一个电压输入端、电压输出端Uo、至少一个主磁感应组件100、至少一个副磁感应组件200、与至少一个电压输入端相连的至少一个输入线圈300、与电压输出端Uo相连的输出线圈400、设置在第一缺口和第二缺口之间可移动的至少一个磁感应调节组件500。

其中，在本公开的一个实施例之中，该电压变换装置可为三相转单相的电压变换装置，其中，至少一个电压输入端可包括第一电压输入端(A相电压输入端)、第二电压输入端(B相电压输入端)和第三电压输入端(C相电压输入端)，分别用Ua、Ub和Uc进行表示。与第一电压输入端、第二电压输入端和第三电压输入端相对应的第一电压输出、第二电压输出端和第三电压输出端耦合叠加后的输出端作为电压输出端，用Uo进行表示。需要说明的是，为了便于描述本公开的电压变换装置的结构，下面结合图2进行说明。

在本公开的一个实施例之中，至少一个主磁感应组件100可包括：第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120和第三主磁感应组件130，并且，至少一个主磁感应组件100均具有第一缺口，例如，第一主磁感应组件110对应的第一缺口111、第二主磁感应组件120对应的第一缺口121和第三主磁感应组件130对应的第一缺口131，其中，第一缺口贯穿对应主磁感应组件的一个边以阻断主磁感应组件形成的磁感应通路。相应地，至少一个副磁感应组件200可包括：第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230，并且至少一个副磁感应组件200具有与第一缺口对应的第二缺口，即，与第一缺口111对应的第二缺口211、与第一缺口121对应的第二缺口221、与第一缺口131对应的第二缺口231，其中，第二缺口贯穿对应副磁感应组件的一个边以阻断副磁感应组件形成的磁感应通路。

至少一个输入线圈300可绕设于至少一个主磁感应组件100和至少一个副磁感应组件200的第一端。其中，至少一个输入线圈300可包括：第一输入线圈310、第二输入线圈320和第三输入线圈330，第一输入线圈310可绕设于第一主磁感应组件110和第一副磁感应组件210的第一端，第二输入线圈320可绕设于第二主磁感应组件120和第二副磁感应组件220的第一端，第三输入线圈330可绕设于第三主磁感应组件130和第三副磁感应组件230的第一端。

在本公开的一个实施例之中，输出线圈400可绕设于至少一个主磁感应组件100的第二端，绕线方式如图1所示。

至少一个磁感应调节组件500用于对电压输出端的电压的幅值和/或相位进行调节，其中，至少一个磁感应调节组件500可包括：第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530。其中，第一磁感应调节组件510用于在第一主磁感应组件110对应的第一缺口111和与第一缺口111对应的第二缺口211之间移动，第二磁感应调节组件520用于在第二主磁感应组件120对应的第一缺口121和与第一缺口121对应的第二缺口221之间移动，第三磁感应调节组件530用于在第三主磁感应组件130对应的第一缺口131和与第一缺口131对应的第二缺口231之间移动，由此可以调节第一至第三主磁感应组件和第一至第三副磁感应组件的磁感应通路的导通和关闭，从而实现调节电压输出端的电压。具体而言，当第一至第三磁感应调节组件500位于第二缺口时，就会对第一至第三主磁感应组件100中的磁感线进行强制分流，全部磁感线会从第一至第三主磁感应组件100切换至第一至第三副磁感应组件200之中。

具体而言，至少一个磁感应调节组件500在第一缺口和第二缺口之间移动，当第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530均位于第一缺口时，第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120和第三主磁感应组件130的磁感应通路导通，第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230的磁感应通路关闭，当第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三感应调节组件530位于第二缺口时，第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230的磁感应通路导通，第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120和第三主磁感应组件130的磁感应通路关闭。其中，当副磁感应组件的磁感应通路导通，而主磁感应组件的磁感应通路关闭时，表明该磁感应通路的磁感线没有经过输出线圈，此时该相输出的电压为零，当主磁感应组件的磁感应通路导通，而副磁感应组件的磁感应通路关闭，表明该磁感应通路的磁感线经过输出线圈，此时该相输出的电压不为零。因此，在本公开的实施例之中，可以根据磁感应通路的磁感线经过输出线圈的磁通量(即磁感线的数量)对输出电压进行调节。需要说明的是，一般某一平面磁通量的大小可以通过该平面的磁感线的条数的多少来形象地说明，即通过的磁感线的数量越多，磁通量越大，反之，通过的磁感线的数量越少，磁通量越小。

在本公开的示例中，由于磁感应调节组件从第一缺口移动至第二缺口，会导致主磁感应组件的磁感通路处于断开的状态，而副磁感应组件的磁感通路是完整的，此时副磁感应组件的磁感应通路对主磁感应组件的磁感应通路会存在强制分流，导致磁感线全部切换至副磁感应组件。例如，输入电压会产生了100条磁感线(便于描述，举例而言)，如果磁感应调节组件移动至第一缺口，那么主磁感应组件的磁感应通路就有向输出线圈传导100条磁感线，副磁感应组件的磁感应通路断开(被强制分流至主磁感应组件)，无磁感线通过；反之是同样的道理，如果磁感应调节组件移动至第二缺口，则主磁感应组件就会断开，这100条磁感线均通过副磁感应组件。如果磁感应调节组件移动至第一缺口和第二缺口的中间位置，那么主磁感应组件的磁感应通路和副磁感应组件的磁感应通路各有50条磁感线，由于副磁感应组件没有与输出线圈相连，所以通过主磁感应组件向输出线圈传导50条磁感线(相当于幅值被调节了)。当然，主磁感应组件的磁感应通路和副磁感应组件的磁感应通路分别通过的磁感线条数与磁感应调节组件位于第一缺口和第二缺口的位置有关，磁感应调节组件主要位于第一缺口时，主磁感应组件的磁感应通路具有的磁感线条数多于副磁感应组件的磁感应通路具有的磁感线条数，反之亦然。

下面举例说明如何根据磁感应调节组件在第一缺口和第二缺口中的位置对电压输出端的电压的幅值和/相位进行调节。

作为本公开的一个示例，如图3所示，当第一磁感应调节组件510移动至第一主磁感应组件110对应的第一缺口111，第二磁感应调节组件520移动至第二主磁感应组件120对应的第一缺口121，第三磁感应调节组件530移动至第三副磁感应组件230对应的第二缺口231时，第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120和第三副磁感应组件230的磁感应通路导通，相应地，第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三主磁感应组件130的磁感应通路关闭。此时，第一输入线圈310在第一主磁感应组件110上产生的磁感线和第二输入线圈320在第二主磁感应组件120上产生的磁感线均全部经过主磁感应组件并到达输出线圈400，而第三输入线圈330在第三副磁感应组件230上产生的磁感线由于被副磁感应组件强制分流，因此未到达输出线圈400，那么输出电压Uo根据第一电压输入端和第二电压输入端对输出电压进行调节，即图2中的1和4两端的输出电压，即1、2和3、4之间耦合得到输出电压，由此可以实现对输出电压的相位的调节。

需要说明的是，根据两个主磁感应组件产生的磁通量对电压输出端的电压进行调节的情况还可以有其他的情况。例如：根据第二磁感应调节组件520移动至第二主磁感应组件120对应的第一缺口121和第三磁感应调节组件530移动至第三组磁感应组件130对应的第一缺口131，此时输出的电压为3和6两端的电压，由3、4和5、6耦合得到电压输出端的电压；或者，根据第一磁感应调节组件510移动至第一主磁感应组件110对应的第一缺口111和第三磁感应调节组件530移动至第三组磁感应组件130对应的第一缺口131，此时输出的电压为1和6两端的输出电压，其中，3和4相当于一根导线，并没有输出电压，由1、2和5、6耦合得到电压输出端的电压。

作为本公开的另一个示例，如图4所示，当第一磁感应调节组件510移动至第一主磁感应组件110对应的第一缺口111，第二磁感应调节组件520移动至第二副磁感应组件220对应的第二缺口221，第三磁感应调节组件530移动至第三副磁感应组件230对应的第二缺口231时，第一主磁感应组件110、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230的磁感应通路导通，相应地，第一副磁感应组件210、第二主磁感应组件120和第三主磁感应组件130的磁感应通路关闭。此时，第一输入线圈310在第一主磁感应组件110上产生的磁感线全部经过第一主磁感应组件110并到达输出线圈400，而第二输入线圈320在第二副磁感应组件220上产生的磁感线和第三输入线圈330在第三副磁感应组件230上产生的磁感线由于被副磁感应组件强制分流，因此均未到达输出线圈400，那么输出电压Uo根据第一电压输入端对输出电压进行调节，即电压输出端的电压为图3中的1和2两端的电压，由此可以实现对输出电压的相位的调节。

需要说明的是，只根据一个主磁感应组件对电压输出端的电压进行调节的情况还可以有其他的情况。例如：第二磁感应调节组件520移动至第二主磁感应组件120对应的第一缺口121，此时输出电压Uo根据第二电压输入端对输出电压进行调节，即电压输出端的电压为3和4两端的电压；或者，第三磁感应调节组件530移动至第三组磁感应组件130对应的第一缺口131，此时输出电压Uo根据第三电压输入端对输出电压进行调节，即电压输出端的电压为5和6两端的电压。

作为本公开的又一个示例，如图5所示，当第一磁感应调节组件510移动至第一主磁感应组件110对应的第一缺口111，第二磁感应调节组件520移动至第二主磁感应组件120对应的第一缺口121和与第一缺口121对应的第二缺口221之间(可以移动至第一缺口121与第二缺口221的中间部分，即磁感应调节组件在第一缺口和在第二缺口站的比例相同，当然，比例也可以不同)，第三磁感应调节组件530移动至第三副磁感应组件230对应的第二缺口231时，第一主磁感应组件110和第三副磁感应组件230的磁感应通路导通，且第二主磁感应组件120的部分磁感应通路导通，第二副磁感应组件220的部分磁感应通路导通。此时，第一输入线圈310在第一主磁感应组件110上产生的磁感线全部经过第一主磁感应组件110并到达输出线圈400，第二输入线圈320在第二主磁感应组件120上产生的磁感线部分经过第二主磁感应组件120并到达输出线圈400，那么输出电压Uo根据第一电压输入端、第二电压输入端以及第二磁感应调节组件520在位于第二主磁感应组件中的位置对输出电压进行调节，即图2中的1和4两端的输出电压，即1、2和3、4之间耦合得到输出电压，由此可以实现对电压的幅值、相位的调节。

需要说明的是，当磁感应调节组件位于第一缺口和第二缺口之间时，还可以包括其他情况，其原理和上述实施例中相同，这里不再举例说明。

为了便于对本公开上述实施例的理解，假设输出线圈/输入线圈的匝数比为K，磁感应调节组件移动至第二缺口的位置时表示为0，移动至第一缺口的位置时，表示为1，那么得到的输出电压的相位和幅值如表1所示。

表1

由上述表1可知，可通过调节磁感应调节组件在第一缺口和第二缺口中的位置，调节输出电压的大小，包括输出电压的幅值和相位。举例说明，当A相中磁感应调节组件位于0～1，B相中磁感应调节组件0～1时，得到的输出电压的幅值为两者的矢量和，大小在0～K之间，相位为0～120°之间，如图6所示。

也就是说，通过使第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530中的一个位于第二缺口，使第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530中的另两个位于第一缺口，或者位于第一缺口和第二缺口之间，由此可以实现同时调节输出电压的幅值、相位。当第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530中只有一个位于第一缺口，第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530中另两个位于第二缺口时，可以实现调节输出电压的相位，当第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530均位于第一缺口和第二缺口之间时，可以实现调节输出电压的幅值。

由此，本公开通过在主磁感应组件和副磁感应组件中设置缺口，并通过磁感应调节组件在缺口间移动，从而达到改变三相输入与输出的耦合度，实现对输出电压相位和/或幅值的连续无极调节，并且在调节过程中不涉及电操作，因此可以实现带电在线调节，无需更改接线，操作简单易实现。

为了实现三相输入与输出之间的耦合度，需要考虑主磁感应组件与副磁感应组件的设置关系。在本公开的一个实施例中，第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120、第三主磁感应组件130和第一副磁感应组件210、副磁感应组件220、第三副磁感应组件230分别包括第一感应区和第二感应区，其中，第一感应区设置在第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120、第三主磁感应组件130和第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220、第三副磁感应组件230的第一端，第二感应区设置在第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120、第三主磁感应组件130和第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220、第三副磁感应组件230的第二端。其中，当输入线圈在通电后，主磁感应组件和副磁感应组件在第一感应区会产生交流磁通，并在第二感应区输出电压，在第一感应区实现电到磁的转换，在第二感应区实现磁到电的转换。

进一步地，在本公开的一个实施例中，如图1-5所示，第一副磁感应组件210套设在第一主磁感应组件110之内，第二副磁感应组件220套设在第二主磁感应组件120之内，第三副磁感应组件230套设在第三主磁感应组件130之内。

在本公开的一个实施例中，第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120、第三主磁感应组件130和第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220、第三副磁感应组230均可以为铁芯，第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230均可以为与铁芯材料相同的磁体。由此能够在第一副磁感应组件、第二副磁感应组件和第三副磁感应组件分别套设在第一主磁感应组件、第二主磁感应组件和第三主磁感应组件内时，不会产生相斥的情况。其中，第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120、第三主磁感应组件130和第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220、第三副磁感应组件230可以为固定铁芯，第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530可以为可移动的铁芯，这样可以通过固定铁芯和可移动铁芯之间的配合，构成可调节的磁感应通路，通过改变磁感应通路实现对输出、输入线圈耦合度的调节，从而实现输出电压的幅值、相位在线无级调节。

由于第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230分别套设在对应的第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120和第三主磁感应组件130之内，所以第一副磁感应组件210的第一感应区和第一主磁感应组件110的第一感应区相邻，第二副磁感应组件220的第一感应区和第二主磁感应组件120的第一感应区相邻，第三副磁感应组件230的第一感应区和第三主磁感应组件130的第一感应区相邻，其中，第一输入线圈绕310设于第一主磁感应组件110和第一副磁感应组件210的第一感应区，第二输入线圈320绕设于第二主磁感应组件120和第二副磁感应组件220的第一感应区，第三输入线圈330绕设于第三主磁感应组件130和第三副磁感应组件230的第一感应区。输出线圈400绕设于第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120和第三主磁感应组件130的第二感应区。第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230的第二感应区悬空设置。

由此，通过将第一副磁感应组件、第二副磁感应组件和第三副磁感应组件分别套设在对应的第一主磁感应组件、第二主磁感应组件和第三主磁感应组件之内，且第一输入绕组、第二输入绕组和第三输入绕组分别绕设于对应的第一主磁感应组件、第二主磁感应组件、第三主磁感应组件和第一副磁感应组件、第二副磁感应组件、第三副磁感应组件的第一感应区，以使主磁感应组件和副磁感应组件产生的磁感线能够具有强制分流的作用，通过将输出绕组绕设于主磁感应组件的第二感应区，副磁感应组件的第二感应区悬空设置，使得经过副磁感应组件的磁感线，不经过输出线圈，直接泄放掉，从而可以实现改变三相交流电的耦合度。

需要说明的是，为了便于说明本公开的实施例，图1-4是电压变换装置的分层图，将第一主磁感应组件、第二主磁感应组件、第三主磁感应组件和第一副磁感应组件。第二副磁感应组件、第三副磁感应组件放置在同一个平面上，事实上，在正视图中，只能看到第一主磁感应组件和第一副磁感应组件。下面结合图7和8说明本公开的电压变换装置的结构。

在本公开的一个实施例中，第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120和第三主磁感应组件130相互叠加设置，第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230相互叠加设置，且第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120和第三主磁感应组件130的垂直投影相互重合，第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230的垂直投影相互重合。也就是说，如图7所示，正视图只能看到最前面的第一主磁感应组件110和第一副磁感应组件210，而第二主磁感应组件120、第三组磁感应组件130是排在后面的，在正视图的方向上垂直投影的话，第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120和第三主磁感应组件130的垂直投影是相互重合的，第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230的垂直投影是相互重合的。

结合上述电压变换装置的结构，下面详细描述如何构成可调节的磁感应通路，实现对输出、输入线圈耦合度的调节，实现输出电压的幅值、相位在线无级调节。

在本公开的一个实施例中，当第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530均位于第一缺口时，第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120和第三主磁感应组件130的磁感应通路导通，第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230的磁感应通路关闭；以及当第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530位于第二缺口时，第一主磁感应组件110、第二主磁感应组件120和第三主磁感应组件130的磁感应通路关闭，第一副磁感应组件210、第二副磁感应组件220和第三副磁感应组件230的磁感应通路导通。

在本公开的一个实施例中，第一缺口和第二缺口相邻设置，这样便于磁感应调节组件在第一缺口和第二缺口之间移动。

具体而言，当第一磁感应调节组件510位于第一缺口111时，第一主磁感应组件110的磁感应通路导通，第一副磁感应组件210的磁感应通路关闭，第一副磁感应组件210中的磁感线被强制分流至第一主磁感应组件110的电磁感应通路中，此时A相输出电压Ua不为零，同样地，当第一磁感应调节组件510位于第二缺口211时，第一主磁感应组件110的磁感应通路关闭，第一副磁感应组件210的磁感应通路导通，第一主磁感应组件110中的磁感线被强制分流至第一副磁感应组件210的电磁感应通路中，此时，由于第一副磁感应组件没有与输出绕组相接，所以A相输出电压为Ua为0。同样的道理，第二磁感应调节组件位于第一缺口或者第二缺口时，也会得到B相输出电压Ub，第三磁感应调节组件位于第一缺口或者第二缺口时，也会得到C相输出电压Uc。通过对三相输出电压进行矢量相加，可以得到电压输出端的输出电压Uo。

举例而言，仍以上述实施例中的假设输出线圈/输入线圈的匝数比为K和图6进行说明，当第一磁感应调节组件510位于第一缺口111，第二磁感应调节组件520位于第一缺口121，第三磁感应调节组件位于第二缺口231时，Ua_1和Ub_1分别为A相输出电压和B相输出电压，C相输出电压为零，由此可以得到耦合后的电压输出端的电压为Uo_1，其幅值为K，相位为60°。

作为另一个实施例，如图9所示，当第一磁感应调节组件510位于第一缺口111，第二磁感应调节组件520位于第二缺口221，第三磁感应调节组件位于第一缺口231时，Ua_1和Uc_1分别为A相输出电压和C相输出电压，B相输出电压为零，由此可以得到耦合后的电压输出端的电压为Uo_2，其幅值为K，相位为300°。

为了实现仅对电压输出端的电压的幅值进行调节时，下面结合图10进行解释说明。

作为本公开的一个实施例，当第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530的第一部分位于第一缺口，且第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530的第二部分位于第二缺口时，根据第一部分和第二部分之间的比例调节电压输出端的电压幅值。也就是说，当第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530均为与第一缺口和第二缺口之间时，这种情况下，可以实现对输出电压的幅值的调节，而不能对电压的相位进行调节。

需要说明的是，幅值的大小根据第一部分和第二部分之间的比例确定，第一部分所占的比例越大，得到的幅值越大，第一部分所占的比例越小，得到的幅值越小。

为了实现仅对电压输出端的电压的相位进行调节时，在本公开的一个实施例，通过将第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530之中的一个设置在第一缺口，将第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530之中的另两个设置在第二缺口，以调节电压输出端的电压相位。

以图4所示为例进行说明，当第一磁感应调节组件510位于第一缺口111，第二磁感应调节组件520位于第二缺口221，第三磁感应调节组件530位于第二缺口231时，输出电压为A相电压，根据第一输入线圈310与输出线圈400的匝数比可以得到输出电压，此时输出电压的幅值未变，相位发生变化，此时为0°。同样地，当第一磁感应调节组件510位于第二缺口211，第二磁感应调节组件520位于第一缺口121，第三磁感应调节组件530位于第二缺口231时，此时输出电压的相位为120°，幅值不变；当第一磁感应调节组件510位于第二缺口211，第二磁感应调节组件520位于第二缺口221，第三磁感应调节组件530位于第一缺口131时，此时输出电压的相位为240°，幅值不变。

为了防止第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530在调节的过程中无限制的移动，在本公开的一个实施例中，该电压变换装置还包括：至少一个限位组件600，其中，至少一个限位组件600包括：第一磁感应调节组件510对应的第一限位组件610、第二磁感应调节组件520对应的第二限位组件620、第三磁感应调节组件530对应的第三限位组件630，分别用于将第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530限位于第一缺口和第二缺口之间。。由此可以限制磁感应调节组件的可移动范围，避免出现磁感应调节组件移过缺口的情况，从而能够更加准确地对磁感应调节组件进行调节，提高了系统的可靠性。

需要说明的是，在上述实施例中，在一定范围内，输出电压的幅值和相位与磁感应调节组件移入缺口的比例(即，磁感应调节组件移入缺口的长度与磁感应调节组件总长度的比例，或者磁感应调节组件移入缺口的体积与磁感应调节组件总体积的比例)存在着一定的关系。因此，在实际应用中，还可根据用户的需求和实际应用场景，通过调节磁感应调节组件移入缺口的比例，调节输出电压的幅值和相位。

为了实现第一至第三磁感应调节组件在第一缺口和第二缺口之间移动，在本公开的一个实施例中，该电压变换装置还可包括第一至第三调节组件，分别用于调节第一至第三磁感应调节组件的位置。

作为一种可能的实现方式，第一调节组件610、第二调节组件620和第三调节组件630可分别包括：设置在第一缺口和第二缺口之间的第一滑轨、第二滑轨和第三滑轨，其中，第一滑轨、第二滑轨和第三滑轨分别承载第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530；以及分别与第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530相连的第一拨动器、第二拨动器和第三拨动器。

作为另一种可能的实现方式，第一调节组件610、第二调节组件620和第三调节组件630可分别包括：分别与第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530相连的第一旋钮、第二旋钮和第三旋钮，通过第一旋钮、第二旋钮和第三旋钮分别调节第一磁感应调节组件510、第二磁感应调节组件520和第三磁感应调节组件530的位置。

也就是说，上述实施例中的拨动器或者旋钮均是为了实现调节磁感应调节组件的位置，以实现调节输出电压的幅值、相位，在实际应用中，可根据不同的情况选择对应的调节组件。

综上所述，本公开的实施例提供的电压变换装置，通过在至少一个主磁感应组件设置第一缺口，在至少一个副磁感应组件设置第二缺口，以及在第一缺口和第二缺口之间设置可移动的至少一个磁感调节组件，通过调节至少一个磁感调节组件在第一缺口和第二缺口的位置，即可实现对电压输出端的电压的幅值和/相位进行在线无级调节，且结构简单，避免了更改连接线的复杂操作。

图11是根据一示例性实施例示出的一种三相电压变换装置的方框示意图。参见图11，该装置1000包括：第一电压变换装置1100、第二电压变换装置1200和第三电压变换装置1300，其中，第一电压变换装置1100、第二电压变换装置1200和第三电压变换装置1300的至少一个电压输入端均相同，且第一电压变换装置1100、第二电压变换装置1200和第三电压变换装置1300的第一输出电压、第二输出电压和第三输出电压为三相电压。

也就是说，该三相电压变换装置由三个上述实施例中的电压变换装置组成，上述的电压变换装置输出的是单相电，由三个上述的电压变换装置构成的三相电压变换装置可以输出三相电压。

需要说明的是，第一电压变换装置、第二电压变换装置和第三电压变换装置的工作原理参照上述实施例中的介绍，再此不再赘述。

本公开的三相电压变换装置，能够实现三相输出电压的幅值、相位在线无级调节。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (15)

1.一种电压变换装置，其特征在于，包括：

至少一个电压输入端和电压输出端,所述至少一个电压输入端包括三项电压输入端；

至少一个主磁感应组件，其中，所述至少一个主磁感应组件均具有第一缺口，所述第一缺口贯穿对应所述主磁感应组件的一个边以阻断所述主磁感应组件形成的磁感应通路；

至少一个副磁感应组件，其中，所述至少一个副磁感应组件套设在对应的所述主磁感应组件之内,所述至少一个副磁感应组件均具有与所述第一缺口对应的第二缺口，所述第二缺口贯穿对应所述副磁感应组件的一个边以阻断所述副磁感应组件形成的磁感应通路；

与所述至少一个电压输入端相连的至少一个输入线圈，其中，所述至少一个输入线圈绕设于所述至少一个主磁感应组件和所述至少一个副磁感应组件的第一端；

与所述电压输出端相连的输出线圈，所述输出线圈绕设于所述至少一个主磁感应组件的第二端；以及

设置在所述第一缺口和所述第二缺口之间可移动的至少一个磁感应调节组件，用于对所述电压输出端的电压的幅值和/或相位进行调节，所述电压输出端的电压为所述至少一个主磁感应组件输出的电压的矢量和；

所述至少一个电压输入端包括第一电压输入端、第二电压输入端和第三电压输入端，所述至少一个主磁感应组件包括第一主磁感应组件、第二主磁感应组件和第三主磁感应组件，所述至少一个副磁感应组件包括第一副磁感应组件、第二副磁感应组件和第三副磁感应组件，所述至少一个磁感应调节组件包括第一磁感应调节组件和第二磁感应调节组件和第三磁感应调节组件；

每个磁感应组件分别包括第一感应区和第二感应区，其中，所述第一感应区设置在每个所述磁感应组件的所述第一端，所述第二感应区设置在每个所述磁感应组件的所述第二端；

所述第一副磁感应组件的第一感应区和所述第一主磁感应组件的第一感应区相邻，所述第二副磁感应组件的第一感应区和所述第二主磁感应组件的第一感应区相邻，所述第三副磁感应组件的第一感应区和所述第三主磁感应组件的第一感应区相邻，其中，第一输入线圈绕设于所述第一主磁感应组件和所述第一副磁感应组件的第一感应区，第二输入线圈绕设于所述第二主磁感应组件和所述第二副磁感应组件的第一感应区，第三输入线圈绕设于所述第三主磁感应组件和所述第三副磁感应组件的第一感应区。

2.如权利要求1所述电压变换装置，其特征在于，所述第一副磁感应组件套设在所述第一主磁感应组件之内，所述第二副磁感应组件套设在所述第二主磁感应组件之内，所述第三副磁感应组件套设在所述第三主磁感应组件之内。

3.如权利要求1所述电压变换装置，其特征在于，所述第一主磁感应组件、所述第二主磁感应组件和所述第三主磁感应组件相互叠加设置，所述第一副磁感应组件、所述第二副磁感应组件和所述第三副磁感应组件相互叠加设置，且所述第一主磁感应组件、所述第二主磁感应组件和所述第三主磁感应组件的垂直投影相互重合，所述第一副磁感应组件、所述第二副磁感应组件和所述第三副磁感应组件的垂直投影相互重合。

4.如权利要求1所述电压变换装置，其特征在于，所述输出线圈绕设于所述第一主磁感应组件、所述第二主磁感应组件和所述第三主磁感应组件的第二感应区。

5.如权利要求1所述电压变换装置，其特征在于，所述第一副磁感应组件、所述第二副磁感应组件和所述第三副磁感应组件的第二感应区悬空设置。

6.如权利要求1所述电压变换装置，其特征在于，其中，

当所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件位于所述第一缺口时，所述第一主磁感应组件、所述第二主磁感应组件和所述第三主磁感应组件的磁感应通路导通，所述第一副磁感应组件、所述第二副磁感应组件和所述第三副磁感应组件的磁感应通路关闭；以及

当所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件位于所述第二缺口时，所述第一主磁感应组件、所述第二主磁感应组件和所述第三主磁感应组件的磁感应通路关闭，所述第一副磁感应组件、所述第二副磁感应组件和所述第三副磁感应组件的磁感应通路导通。

7.如权利要求6所述电压变换装置，其特征在于，所述第一缺口和所述第二缺口相邻设置。

8.如权利要求7所述电压变换装置，其特征在于，其中，

当所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件的第一部分位于所述第一缺口，且所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件的第二部分位于所述第二缺口时，根据所述第一部分和所述第二部分之间的比例调节所述电压输出端的电压幅值。

9.如权利要求1所述电压变换装置，其特征在于，通过将所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件之中的一个设置在所述第一缺口，将所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件之中的另两个设置在所述第二缺口，以调节所述电压输出端的电压相位。

10.如权利要求7所述电压变换装置，其特征在于，还包括：

至少一个限位组件，所述至少一个限位组件包括第一限位组件、第二限位组件和第三限位组件，分别用于将所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件限位于所述第一缺口和所述第二缺口之间。

11.如权利要求1所述电压变换装置，其特征在于，还包括：

至少一个调节组件，其中，所述至少一个调节组件包括第一调节组件、第二调节组件和第三调节组件，分别用于调节所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件的位置。

12.如权利要求11所述电压变换装置，其特征在于，所述第一调节组件、所述第二调节组件和所述第三调节组件分别包括：

设置在所述第一缺口和所述第二缺口之间的第一滑轨、第二滑轨和第三滑轨，其中，所述第一滑轨、所述第二滑轨和所述第三滑轨分别承载所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件；以及

分别与所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件相连的第一拨动器、第二拨动器和第三拨动器。

13.如权利要求11所述电压变换装置，其特征在于，所述第一调节组件、所述第二调节组件和所述第三调节组件分别包括：

分别与所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件相连的第一旋钮、第二旋钮和第三旋钮，通过所述第一旋钮、所述第二旋钮和所述第三旋钮分别调节所述第一磁感应调节组件、所述第二磁感应调节组件和所述第三磁感应调节组件的位置。

14.如权利要求1所述电压变换装置，其特征在于，所述第一主磁感应组件、所述第二主磁感应组件和所述第三主磁感应组件均为铁芯，所述第一副磁感应组件、所述第二副磁感应组件、所述第三副磁感应组件均为铁芯或与所述铁芯材料相同的磁体。

15.一种三相电压变换装置，其特征在于，包括：

三个如权利要求1-14任一项所述的电压变换装置,三个电压变换装置分别为第一电压变换装置、第二电压变换装置和第三电压变换装置，其中，所述第一电压变换装置、所述第二电压变换装置和所述第三电压变换装置的至少一个电压输入端均相同，且所述第一电压变换装置、所述第二电压变换装置和所述第三电压变换装置的第一输出电压、第二输出电压和第三输出电压为三相电压。

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