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1、10申请公布号CN104246927A43申请公布日20141224CN104246927A21申请号201380021377922申请日20130403125318320120406FRH01F30/1420060171申请人伊斯帕诺絮扎公司地址法国哥伦比亚省72发明人塞德里克杜维尔74专利代理机构中国商标专利事务所有限公司11234代理人宋义兴姜以岭54发明名称一种具有强制连接磁通的三相两相固定式变压器57摘要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。
2、，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。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014102386PCT国际申请的申请数据PCT/FR2013/0507312013040387PCT国际申请的公布数据WO2013/150240FR2013101051INTCL权利要求书1页说明书8页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图4页10申请。
3、公布号CN104246927ACN104246927A1/1页21一种三相两相变压器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N2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N2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。
4、、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,N2I1；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,N2I2。2根据权利要求1所述的变压器1、20，其中N223N23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。
5、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。权利要求书CN104246927A1/8页3一种具有强制连接磁通的三相两相固定式变压器技术领域0001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0002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”。。
6、0003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0004N13N1/20005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。
7、衡阻抗。这就要求星形连接，因而它不可能对具有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。0006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。0007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。0008由此。
8、，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0009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0010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0011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；0012该变压器特征在于0013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N2匝说明书CN104246927A2/8页4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N2匝数的。
9、第七绕组；0014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0015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。0016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N2N2，没有。
10、必要使用不同部分的导体用以平衡阻抗。0017在一个实施例中，N223N2。0018对于比值N223N2，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。0019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。0020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。0021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。0022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。0023在一个实施例中，。
11、变压器还具有至少一套附加的三相绕组或两相绕组。0024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0025参考附图，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0026图1示出了在本发明的第一实施例中的变压器；0027图2和图3为电路示意图，其示出了图1变压器中的运算；0028图4为相量示意图，其示出了图1变压器中的电流；0029图5示出了本发明的第二实施例中的变压器；0030图6为电路示意图，其示出了图5变压器中的运算；和0031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0032图1为本发明实施例。
12、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。0033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说明书CN104246927A3/8页5能的。0034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。0035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。0036该两相绕组。
13、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。0037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。0038图2为图1的变压器1的电路示意图。0039三相绕组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、Z形。分别在绕组中6、7和8中流动的电流被记为IA、IB和IC。每个绕组6、7和8的缠绕方向由黑点表示。同向电流IA、IB和IC对应于在柱3、4和5中的同向磁性电位。0040对两相侧面，绕组9具有N2匝数并与具有N2匝数的绕组12串联连接。
14、。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N2I1。0041按相应的方式，绕组11具有N2匝数并与具有N2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N2I2。这个方向可以与第一两相相位的磁性电位N2I1和N2I1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。
15、实施例。0042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。0043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。0044由于在两相侧上的相位都存在相同数量的匝数即N2N2，没有必要使用不同部分的导体用以平衡阻抗。0045此外，对一个比值N223N2，变压器1使相同数值的次级电压V1和V2能够获得正交。0046电流之比值由下式给出00470048电压之比值由下式给出说明书CN104246927A4/8页600490050由此。
16、，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/2相位的次级电流I1和I2，和被偏移了/2相位的次级电压V1和V2。0051这可以表示成如下形式00520053由此得出00540055对V2，应用下式说明书CN104246927A5/8页700560057由此得出00580059由此，的确求出了V2JV1，即，电压具有相同数值并且它们是正交的。0060若次级电流是平衡的I2JI，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0061006200630064006500660067说明书CN104246927A6/8页8006800690。
17、07000710072007300740075007600770078007900800081008200830084说明书CN104246927A7/8页9008500860087008800890090为了简化表示法，以下记为00910092这样得出具有三个未知数IA、IB和IC的系统方程0093009400950096由于123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连接或一个星形连接给出00970098因此使用上述方程，系统方程变为00990100010101020103说明书CN104246927A8/8页1001040105010601070108如在图。
18、4中所示，这的确是一个具有2/3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。0109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11332。0110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。
19、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。0111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。0112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。0113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。
20、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。0114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。说明书CN104246927A101/4页11图1图2说明书附图CN104246927A112/4页12图3图4说明书附图CN104246927A123/4页13图5图6说明书附图CN104246927A134/4页14图7图8说明书附图CN104246927A14。