移相变压器线路原理和用途(上)

⑦ 7一卫O 。 器，．移椰 器 ， 移相变压器线路原理和用途(上) 秉 时 编著 7 ／I f -—— — —～ ， 。 [提要j 奉文了移相变压器的原理，介绍了多边彤秽相器的种类和线路、特点和用逢。重点介 龆 了回内接正6×2 边形咎相嚣的各种线路， 宴现粗秽 ．中移 妇移秽相的， 还对 多种移相方 式 进 行 了比较。 移相变压器是一种专用变压器，它既是一类重要 的厂矿电气设备，也能作为计葛室和实验室的精密仪 器。本文介绍其线路原理和用连。 一 ， 原理 圈1所示是移相变压嚣的工作原理图 任何 移 相 变．不论其结构是多么复杂，都可演变成 盎 议 的最 简线路。先看图 】(a)，两只同蕊格的双线圈变压 器 如果接于同一相上，二次电压相加便获得一个电压幅 值加倍、相位为嗣相的新电压；假若分别象图l(b)或 (c) 样，接于不同的两相之上，=次电压相加即向 量相加．便得一个电压 幅值相同、拮位差 为B0。的 新 屯压：斌二次电压相斌即 量相两 便得一个忘压幅 值大’，3倍、相位差为30。的新电压。 ● ● 图1 显然，变压器一次倒选择不 昀 目位进行连接． 再配合对二次发圈采用不同的接线方式，便能使输出 电压的相位随需要而进行改变。‘倘茬利用三相制电源 中三相电压互差120。的原理，通过移相变压器将电源 电压分组组台为国内接正多边形向量图，即可得到各 种与绕姐圈数比戚一定比例的不同相位的向量，从而 达到变Ⅱ_器式移相 的目孵。j擅 ÷，移碉变压器将 电源 屯压部组台成国 内按 正 6 X2 (m=0，l，2，3-⋯ )迪 形，故其向量圈还能绘成卉角图，其移相原理又可以 时钟法示 二、种类和线路 移相变压器的种类甚多。从使用场台看．有三相 三线 三相四线或盟相线路 。若以移相角 度 分，有0 ～ 360。某范 围肉 连续或步进 如 按 翻 内接正6X2m 边形的幂指数m所取数值来分．当m=0时，为正六边 形：m=l，十二边形；m=2，二十四 边形{m=3， 四十八边形⋯⋯正六边形移相器，可分为外接三角形 究 边形、内按三角形六边形、三角形星形六边形和双 星形六边形等。外接三角形式边形移相器，视输八和 辖出的要求不同，又可演变成多种线路，常见的有三 车} 此外，还有三角形延长边移相器和单 相移 相 器 ● j 等。以下分别给予介绍。 (一 )外接三角形卉边形移相 器的三种线路 对照目2．三台三绕组单相变 压器，它们的 I、 I两组线圈接成 正六边形，第 1组线圈接成cjJ环三 角形 。图2(a)是接拽图， (b)是原 理向量图。图中，由和电琼向量相 同的三个互差12o。的向量及与其方 向相反的也是互差12o 的兰个向量 组成了正六边形向量。在六边形上 取 A～L十二个点，它们以右 边 形 的中点为对称中心，并将圆心角十 二等分 若电 源 自A、I、E三点凡，从B、J、F三三点 出， 则根据对输八 、前出 的不同要求和闭环三角形 是否按电源，可组成三种最基本曲线路。 遨三种线路的输出均为三相三线制，当然也适宜 于不平衡负载的情况。移相角窿为 每30。步 进，转动 时由A、I、E三点同时转到L、H、D、K、G、C⋯-．- 第 1毋线圈接成闭环三角形，可短路高敬谐波中的零 序分量，对改善输出电压的波形畸变有 好 处。表1列 出了三剥 线瞎的对 比情况。 · l7· 鞲 霞 霄 rI§， ft 维普资讯 http://www.cqvip.com 图3所矛 为算3种 线瞎的安，乐例子。三台 三绕组单相变压 器，它 们的一-次侧绞圈三角形 联接后接子三相电源， 二次1【14每柑 有 两 妈 线 圈，中删 各有 两个抽 头，三个线段的电压比 为1 r~，3 l，这些二次 绕组接成六边形，a～】 十=个抽头组成十=相 表 1 A B J{ G D C [ j E F L K 圈 2 种 两端间有无 l l 波形 { I 电源进线 辅人端 输出端 电曲直接接 移相角度 。产生必花情况 功率输出 类 失真 I 触 1 l A～L12点中互盖120。 转动 囿定 有 30。步进j小『 较大 I 较小 任三点 A～L1 2点 互差l 20。 30。步进 I小 较小 『 略大 2 匿定 转动 伺 某 三点 8 闭环三角形 固定【转动 无 3。。步进l小。 小 I 极大 △z囝s 目3 输出，取相隔120。的三点如a、i、e作为三相输出，则 逆时针 方向相邻三点b、j、f输 出与前者在相位上相 差30。，其电压幅值不变。敌通过移相开关的切换， 在0 3B0。范围内柞30。步进移相。 <二)内接三角形卉边形移相器线路 图4所示是其原理向量 。可见此线路与外 接 三 角形六边形移相器婀第1、0剥 情兄是相似的，不同之 -=ls‘ 宅蒜 ^ 一 R H 糟 盅 4 是汉在于把闭环三角形内接于卉边形之内。谀移相变 压器可通过转动三龉蝓八 电源柏接点位置而致 变输出 相位；或将电源固定 通过转动输出端接点位置而改 变输出相位。 (三)三 1每星j 六边形移稆器线路 如弼图3线路稍作改进，在正六边形内按 ^ 一组 星形绕组XO、Yo、 ZO、使移相 莲压器本身具有 维普资讯 http://www.cqvip.com 中点0，故可用于三相三线、三相 线和堕糨电瞎， 对不平衡负载的适应性也较好。图5所示为共 原理向 量图。由图可见，电豫自闭环三角形输A，正六边形 因接有星形绕组也形成几个闭环回路，敌对零序分量 有抑制作用，使输出波形失真较小 固5接线是 按星 形内接于六边形丽点画的 也可接于六 条 边 的A～L 速十二个点上，但需相隔12 0。。 (四>双星于≥ 边形移相器线路 对图s线路作进一步改进，使六边形肉有 两组星 形绕组，见图6所示。宅潭u 、u ，Uc由主星形绕蛆 ． ， y、宣三点输A，且不接零鳗。移稆变的输 出 端 匿6 是在正六边形的六条边上转动 的，臼a，i e兰点 至 l、h、d、k、g、c⋯⋯此为顺时 膏 向 每30。步进移 相；或b、j、f，c、k、g⋯⋯此为逆时钟方向每30 步 进移相；并有零点n。六边形内，与主星形绕组相 对 应的述宥一个与其反相的副星形绕蜢 它们与六条边 恰好形成六十闭环三角形，故输出阻抗较小，波形较 好，承受不平衡负载的能力较强。组成该移相变的三 台单枢变压器为三绕组，其二次侧每柜有两组姨圈， 中间各有两个抽头，分段匝数比为1：√ 3 t ；一次侧 图7 线圈中司抽头，匝数为二次单组线匿的2倍，分 段 比 为(2+√ 3) ，2+√3)。 圈7所示是另一种双星移相变线路。也是 由三台单 相变压器组成，但为四绕组，且 兰 相 四 线制 电源从 A，B．c，N四点通人。拍头a g j，c，e及k于各 ， 该线圈的 毒 即0．8B日处抽出：抽头j，d、f、1、b及 h于二敬侧线圈的中央拍出。这样，所有抽头到 申 心 点N的距离垒部相等，即十二个输出点均位于同一个 圆周之上，它们彼 此之间的相位差为30。。绕 悄 时， 所有绕组的匝数都是相等的，故在六边形内形成方个 垒等的闭环三角形 输出 波形好是此移相变的显著 特点。 (五)三角形延长边 移相器线路 此线路如图8所示。 与六边形移相器不 同的是 由不同的向量分别组成图 8(b)中的12个向量。该移 相变由三台多数级单相变 压器组成，一次侧绕组三角形 连 接，由u 、 、Uc 三相电讶f供电，相位 互差120 。=次侧每框有六个绕 组，印绕组5—6，7—8，9—10，1l— I2及绕组3—4’ 13一 l4。前四十绕组的匝数相同，后两个绕组的匝数 为前者的 (√ 3—1)倍。绕组3—4和5—6，l1—12和 13一l4分别串联，即在线端4，5及12，13处并头。另 外，三台变压器二次盼线端6和11垒部并在一起。这些 浇组按图8《a)的形式相互联结，其原则是一相绕 组和 滞盾于此相的另一绕组向量相减，如第一相的绕组5— 6与第二相的绕组7—8周极性相联，可参看图1(c)。这 祥，便可获得四组输出电压，第一组兰相相电压A、 B、c，相泣互差120。 第二组三相相 电压一A 一B． 一 c，也是相位互差120。．但与第一组电压相差180 l 第三姐三相发电压b、j、f，相位互差12 0。，与第一组 三相相电压相差30 ，幅值大~／3倍：第四组三 相 线 电压h．d、l，相位互差也为120。，与第三组电压相 差180。，而与第二组三相相电压 掐 差 3。。，幅值夫 √ 3倍。现将两组相电压增大√ 3倍，便可获得如图 8(b)所示的十二相输出电压，据与相之间 相 位 互 差 30。，且幅值彼此相等。如果输出 电压取a、i，e这兰 楣作为电流回路电源，而电压 回 路电源取自c k．g， 删 电疑与电压两回路间 的相位差为日O ，即功率 因数 是c0s甲高0．5滞后 。改变电压回 站 电源所取的相位， 便可达到电流与电压回路之f 移相的目的。 -19。 维普资讯 http://www.cqvip.com 一 Z 此移相变的输出端和六边形移 相器相同，由输出端的三个接点同 时在a～ l的十二个点上转动，并有 申点 Ⅱ。故可用于三相三线，三相 四线和单相输出电路。其特点是能 承受不平衡负载．波形失真小．因其 二狄侧联结方式象z形连接，且有 相应绕组串联．故又称为取z延边 型移相变压器。三相电碌经过此移 相变之后，即变为十=相输出，所 以还可称为十二相 电源变压器。参 考文献6种 (略)。 (待缠) 电动机， 高起 失E，。羊相 异 电动机， 南起 失}，·半 具有高起动力矩的单相异步电动机 赴 屯 信 舛罗 (摘要] 拳文介绍的单相异步电动机的结构和工作碌理不存在起动力矩小和敢率低的壤点；其蛄构 特．氯是鼠笼转子比带有工作绕组的定子磁导体长，而在长出的这一 区域，转子被 两个再有C 磁枫枉端 所 包围。 带有起动绕组或罩极式的单相异步电动机和由单 相电网供电的=相电容异步电动机，其现有结构的特 点都是起动力矩小，效率低，并且需要用变阻器、起 动电容器或工作电容器、琳加的控制设备和换向设备 (如离心调节器、电流和时间继电器)来接通电机绕 组， 建立电动机的起动力矩。此外，上述情况还大 太地限制了单相异步电动机在动力电气传动装置中更 广泛的应用 在其他国家，动力电气传动装置中所用 的单相异步电动机，其容量达到I～2千瓦，而原苏联 生产的这种型号的电动机容量则为几百瓦。 本文所研究的单相异步电动机的结构和工作原理， 不存在上述缺点。 该异步电动机的结构见图I，其特点是 ：鼠笼 式 转子比带有工作绕组的定子磁导体长i并且在定子外 的区域，转子都被两／卜磁导体所包剧 (每个磁导体都 具有c形磁扳极端)。这些磁导体硬 性吲定在非磁性 的机壳内，并对转子是对称分布的 (如图2)。定子 与传统的电动机定子结构相 4它具有单相工作绕组， ’20‘ 而没有起动绕组。 这种结构的电动机起动过程可以用图2进行研究。 图中示出这种电动机的转子同定子附加的c形磁导 体 相互作用关系。 在将电动机定子的单相工作绕组投八电网时，电 动机空气隙中就建立起一个脉动磁场，它在转子的铜 条中产生一个电动势，该电动势使转子铜条产生一个 正弦电流 假定定子工作绕组的磁场力线是垂直的， 则转子铜条中的电流在此一瞬间的方 为图2所示(在 另一瞬间则相反)。转子的交变电流在其周围也建立 起一个脉动磁场；这个脉动礤场也存在于转子被附加 c形磁导体包围着韵外部空间．根据图2所示的转子铜 条中的电流方向，转子磁化时的极性为电流某一半周 时的极性，而在另半周时则是相反的极性。结果，附 加c形磁导体的极端也是按圈2所示极性 所 磁 化 (在 另半周时则相反)。 谩种单相异步电动机转子和定子}ff加c形磁导 体 极端的相互作用可由图示加 详细说驯。 维普资讯 http://www.cqvip.com