本發(fā)明涉及一種屬于變壓器電能二相-三相變換技術(shù)方案領(lǐng)域，具體涉及一種變壓器電能二-三相變換方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有電源中存在著很多的單相電或者兩相電，比如鐵路牽引電源等，同時周圍也存在大量的三相負(fù)載，如鐵路的通信、信號、給排水、通風(fēng)、空調(diào)、檢修等負(fù)荷。將單相或是二相電能轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯姡F(xiàn)階段最好的方式是電力電子整流逆變技術(shù)，但是鐵路牽引電源存在電壓波動大的特點，導(dǎo)致其使用可靠性不高。一次側(cè)為星形或者三角形接線的變壓器，在其中一相接地時，另外兩相接入賦值相等、相角60°的兩相電時，或者平衡變壓器在二次側(cè)接入相角差為90°的兩相電，就可以將該二相電轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯?，同時提高了轉(zhuǎn)換裝置的運行可靠性，但是該技術(shù)只能將特殊的相角差的二相電轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯?，因此廣泛應(yīng)用時受到很大的限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種變壓器電能二-三相變換方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的常用變壓器二-三相只能用于特定的幅值和相角的二相電的問題，使用此方案可以將單相或者任意相角的兩相電轉(zhuǎn)換為對稱的三相電能。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

變壓器電能二-三相變換方法，其特征在于：

由以下步驟實現(xiàn)：

將一路或者兩路電源，經(jīng)過整流和逆變，通過控制輸出幅值相等相角差為60°或者90°的兩相電，經(jīng)變壓器作用，將該種特定相角差的兩相電轉(zhuǎn)換為對稱的三相電。

對于一路電源，外部電源通過取電變壓器形成兩路幅值相等的單相電源，其中一路連接單相整流逆變模塊，另外一路直接連接至二-三相變壓器的輸入端，三相變壓器輸出端接三相負(fù)載。

對于兩路電源，外部電源通過取電變壓器形成兩路幅值相等的單相電源，同時經(jīng)過單相整流逆變模塊，輸出相應(yīng)相角的兩路單相電，接入二-三相變壓器的輸入端，三相變壓器輸出端接三相負(fù)載。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

（1）采用單相變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制復(fù)雜度低于三相變流，采樣信號也減少，因此更易于實現(xiàn)控制；

（2）由于電能形式變換過程中加入了動力變壓器，因此電氣隔離水平得到了提高，并且動力變壓器還能實現(xiàn)電壓等級變換的作用；

（3）可以實現(xiàn)單-三相的轉(zhuǎn)變和幅值相等任意二-三相電能轉(zhuǎn)變。

附圖說明

圖1是單移相二-三相變換技術(shù)方案接線原理圖；

圖2是雙移相二-三相變換技術(shù)方案接線原理圖。

圖3是變壓器一次側(cè)三角形繞組二-三相電能變換接線原理。

圖4是變壓器一次側(cè)星形繞組二-三相電能變換接線原理。

圖5是逆斯科特變壓器二-三相變換形式接線

圖中，1.取電單相變壓器，2.單相整流逆變模塊，3.濾波器，4.二三相變換接線普通變壓器或逆斯科特變壓器，5.三相負(fù)載，6.測量控制回路，7.接地，8.變壓器繞組。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

本發(fā)明涉及的變壓器電能二-三相變換方法，主要應(yīng)用于鐵路牽引電源，利用電力電子單相整流逆變技術(shù)，將一路（方案一）或者兩路（方案二）電源，經(jīng)過整流和逆變，通過控制輸出幅值相等相角差為60°或者90°的兩相電，經(jīng)變壓器作用，將該種特定相角差的兩相電轉(zhuǎn)換為對稱的三相電。

方案一：如圖1所示，對于一路電源，外部電源通過取電變壓器形成兩路幅值相等的單相電源，其中一路連接單相整流逆變模塊，另外一路直接連接至二-三相變壓器的輸入端，三相變壓器輸出端接三相負(fù)載。以兩相中一相為參考，另一相利用交直交整流逆變模塊進(jìn)行移相變流為特定相角60°或者90°的單相電，輸入變壓器中。

方案二：如圖2所示，對于兩路電源，外部電源通過取電變壓器形成兩路幅值相等的單相電源，同時經(jīng)過單相整流逆變模塊，輸出相應(yīng)相角的兩路單相電，接入二-三相變壓器的輸入端，三相變壓器輸出端接三相負(fù)載。將兩相都進(jìn)行整流逆變，輸出的兩相電能質(zhì)量更好，相角差更加精確，

圖3，圖4，圖5分別是各變壓器進(jìn)行二-三相變換的接線形式和原理，對于三角形或者星形接線，其中一相接地。對于逆斯科特變壓器，如圖5中，由兩個單相變壓器構(gòu)成，其一在二次側(cè)繞組1/3處需接地。

本發(fā)明技術(shù)方案主要的兩個技術(shù)是兩相電壓相位差的確定和變壓器二-三相變換原理。

兩相電壓相位差是通過單相整流逆變模塊來實現(xiàn)的，該模塊通過控制的作用可以輸出任意幅值、相位和頻率的交流電。方案一中逆變模塊控制參考信號的相位通過在采集另一路電壓信號的相位基礎(chǔ)之上進(jìn)行移相從而獲得，從而實現(xiàn)對輸出相位的控制；方案二中兩路單相整流和逆變通過設(shè)定兩路的參考信號的相位差來實現(xiàn)兩路電壓的相位差值。

變壓器二-三相變化接線有三種形式，分別針對一次側(cè)為三角形、星形以及逆斯科特結(jié)構(gòu)變壓器。

本發(fā)明技術(shù)方案的原理是利用交直交電力電子變換進(jìn)行電壓移相，從而進(jìn)行變壓器二-三相變換。變壓器進(jìn)行二-三相變換的機(jī)理是在變壓器的各繞組上等效施加的電壓為對稱的三相電。

對于三角形繞組接線形式，B相接地，令，，則各繞組電壓為：

各繞組上等效施加為三相對稱電壓。同理對于一次側(cè)為星形接線的變壓器，B相接地令，，則各繞組電壓為：

可得，星形各繞組上等效施加為三相對稱電壓（注：使用星形接線時，一次側(cè)中性點不能接地）。

逆斯科特是斯科特變壓器的逆變換，它使用的條件是輸入兩相正交電壓，且電壓幅值相等，輸出側(cè)的參考點在繞組的1/3處。

本發(fā)明的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。