三相变单相变压器问题探讨

这就是上述几方案很难在中小功率场合普遍采用的重要原因.

在此说明,只要“三变单系统”里没有非线性元件(合理设计的磁系统在此视为线性),均可逆向运行.例如前苏联早期教科书里能找到上述方案1 的“单相变三相”电路图.

这一特征也适用作为“三变二”问题的平衡变压器.例如,本网站网友jiaoao介绍的“正弦、余弦变三相”的Scott变压器,此时“三变二”已变成“二变三”了.

三、“三变单变压器”——路在何方?

套在三相铁心上的各个线圈之间的不同组合,可产生出不同的合成电势相量.这种相量的辐角可以是30度的任意整数倍,相量的大小可以通过改变线圈的圈数任意获得.

这种三相线圈电势的“相量可组合性”特征给“三变单变压器”的探索者们提供了丰富的想象空间——

拼凑一个单相端口,几乎有无穷多个方案……

总能找出很多个合适的方案……

初级三相线电流不就是几个相量段拼出来的吗?

调整一下相量段,一直拼到三相电流对称难道不可能吗?

问题就出在这儿!

假设某台“三变单变压器”的次级用几个线圈段组合成一个端口(即单相输出端口),这端口电压与产生它的各个相量符合可希苛夫第二定律,或符合某个电压平衡方程式.

或者干脆说:这端口电压是几个电势相量合成的.

但是,这个端口的电流取决于它的负载,与上述相量没有任何关系.再假设这负载电流是 I(I是相量,下同).则任何一个初级线圈电流与次级负载电流 I 的关系由磁势平衡方程式表达.

应注意,不管是哪个初级线圈,磁势平衡方程式所涉的电流相量都与次级负载电流相同,与该线圈所处位置无关.

现把若干个磁势平衡方程式加以整理,得到初级三相线电流的表达式是:
IA＝K1*I ;
IB＝K2*I ;
IC＝K3*I . (1)
按三相线电流对称的条件,(不对称也没关系,按三线制广义节点的可希苛夫第一定律)必然满足:
IA+IB+IC＝0
或 K1+K2+K3＝0 (2)

上式说明: a. 由方程组(1)表达的三相电流相量都在一条直线上,不符合“彼此相差120度”的要求;b. 由式(2)可见,三个实常数相加等于0,它们绝对值不可能彼此相等.