对3种不同的三相变四相电力变压器接线原理及结构特点进行比较并总结了各自的优缺点;建立了3种不同变压器的仿真模型并进行了在不同负荷条件下的仿真实验,比较了3种不同变压器在三相与四相交流电转换过程中的性能特点。研究表明:阻抗匹配三相变四相平衡变压器是利用绕组间的阻抗约束关系实现绕组间电磁关系平衡,绕组间无曲折连接,材料利用率较高,在三相与四相不对称转换过程中具有明显的优越性。
提出了一种新颖实用的三相绕组接线互不对称的三相变四相平衡变压器。阐述了该变压器的接线方案,采用三相三芯柱式结构,A相芯柱有5个绕组,B相芯柱有3个绕组,C相芯柱有5个绕组但匝数结构与A相不同,三相绕组互不相同。建立了数学模型,推导出一次侧中性点电流的平衡条件并导出了一次侧和二次侧绕组间的电流和电压关系。仿真验证了上述理论推导的正确性和可行性。该新型平衡变压器一次侧中性点可接地,二次侧由双闭合三角形构成3次谐波电流回路,能有效改善电压波形,接线较简单,材料利用率高,综合性能良好,特别适用于电气化铁道自耦变压器(AT)供电方式和四相输电系统,具有良好的应用前景。
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