移相变压器设计研究
电力移相变压器的基本原理及其应用研究
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35kV 12脉波移相整流变压器电磁与结构设计
- 45 -工 业 技 术１ 项目背景多脉波移相整流变压器广泛应用于各行各业的变频调速系统中，电压等级一般为10 kV~35 kV，低压侧输出脉波数以6脉波和12脉波为主，12脉波整流变压器高压侧经移相后，2台可组成24脉波输出，大大降低整流装置注入电网的谐波，提高电能质量[1]。
该项目所设计的35 kV 12脉波整流变压器，安装地点位于海拔高达4 600 m 的西藏地区，外绝缘距离与变压器温升需要特殊考虑，同时，该地区运行的变压器遭受大气过电压概率大，需要对变压器绕组进行必要的保护。
目前国内外市场上的35 kV 高压外延三角形移相整流变压器，基本绕组与高压移相绕组都采用辐向排列方式，在雷电冲击电压下，高压移相绕组尾端与高压基本绕组首端连接处冲击电位震荡很大，绝缘性能不易保证，需要增大绝缘距离以保证绝缘强度[2]。
为了解决上述技术问题，该项目通过技术研究与电磁仿真技术，将高压基本绕组与移相绕组调整为轴向排列，经仿真计算与测试，移相绕组尾端与基本绕组首端连接处的冲击电位震荡明显下降，提高了绝缘可靠性，高压移相绕组引线与其它绕组引线连接更加方便，器身的布置结构更加紧凑合理，器身机械稳定性得到提高。
２ 产品开发与设计针对项目技术协议中所需特点，研究采用合理的结构满足实现35 kV 高压外延三角形移相，单器身输出12脉波的整流变压器。
并可以D （+7.5°）d0y11配合D （-7.5°）d0y11组成24脉波整流变压器。
２．１ 电磁设计部分采用了组合式双分裂绕组结构，高压线圈4个绕组采用轴向排列后，器身布置更加紧凑，机械强度较原辐向排列结构大大提高。
经波过程电磁分析软件仿真分析，改进后结构在大气过电压下，绕组中的电位振荡大为降低，由原来电位幅值达到入波的约150%以上降低到入波的约115%，如图1所示，降低了绝缘设计的难度。
经电磁场仿真软件进行器身的详细磁场仿真计算，绕组结构与布置改进后油箱中磁密有一定程度的增大，如图2所示，右侧绕组磁通密度明显高于左侧绕组。
高压变频器36脉波移相变压器的设计
整理可得 ,
W延 = W基 = U2 α sin × sin120 ° et
和相量图 。其一次侧绕组为星形联结 , 二次侧每组绕 组由两部分线圈组成 , 以一次侧线电压 AB 为参考电 压 ,可分析得顺延移相变压器二次侧绕组线电压 V ab超 前 VABα移相角 。 验证一下两种极端的情况 。假设 N2 = 0, 则图 2 中的二次侧绕组变成星形联结 , 这样电压与的相位一 致 ,即 α等于 0 ° ; 如果 N3 = 0, 则二次侧绕组变成三角 形联结 ,这时 α等于 30 ° 。因此顺延移相变压器的移 相角 α在 0 ° ～30 ° 的范围内 。
W1 = U1
以顺延移相变压器为例 ,分析二次侧绕组匝数 。 图 6 中 ,移相变压器外延段绕组匝数 :
W延 = A Z = B X = C Y
移相变压器基本段绕组匝数 :
W基 = ZX = X Y = YZ
且有 , AC = AB = B C = U 2 / et ;
C Z = C Y + YZ = A Z + ZX = W延 +W基 ;
α°
W基 W延
2 3
π
Id { sin [ (ω t +α) - α ] -
1 sin [ 7 (ω t + 7
+ 25 10 27
+ 15 29 16
+5 47 6
-5 47 6
- 15 29 16
- 25 10 27
α) - α ] + 1 sin [ 13 (ω t +α) - α] +Λ} 13
1 IA Z = IZX co s30 ° 2
由 I 延 = I AZ = I BX = I CY , I 基 = IZX = I XY = IYZ ,
牵引移相变压器网侧谐波消除研究
机车电传动 ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES
№ 5, 2009 Sep. 10, 2009
研 牵引移相变压器网侧谐波消除研究
究
开
高锋阳 1，庄圣贤 2 ，杜亚江 1 ，韩竺秦 1
发
（1.兰州交通大学 机电所，甘肃 兰州 730070； 2.西南交通大学 电气工程学院，四川 成都 610031）
3 牵引整流站对外网电能质量的影响测试
受某单位委托实测某24 脉波牵引整流站的电网电 压偏差，图 6 是其中某天测试电压偏差变化数据转换成 的曲线图。
从图6 可以看出，这种整流站对电网的影响完全在 电压波动的范围之内，没有对城市电网造成危害。
4 结语
为了降低大功率牵引整流器线电流的总谐波畸变 率，经常采用移相变压器供电的多脉波二极管/ 晶闸管 整流器。本文给出了 24 脉波牵引整流器常用的移相变 压器结构和向量图，讨论了移相变压器消除电流谐波 的 原 理 ，并 证 明 了 理 论 的 正 确 性 。通 过 对 某 牵 引 整 流 站对外网电能质量的影响测试，验证了本文所论述的 理论问题。研究可见，24 脉波牵引整流变压器具有削弱 网侧高次谐波的功能和作用。
1.2 一次侧绕组为延边三角形二次侧绕组为三角形的移 相变压器
图3 给出了一次侧绕组为延边三角形连接，二次侧 绕组为三角形连接的移相变压器绕组图和向量图，其 中二次侧电压Vab 的相位滞后于一次侧电压 VAB 角度θ。
（2）
式中：VQ为N3 线圈的电压有效值；VBY为B、Y两点间的 电压有效值；0°≤θ≤ 30°。
GAO Feng-yang , ZHUANG Sheng-xian, DU Ya-jiang, HAN Zhu-qin
移相变压器设计研究
高压变频装置配套用移相整流变压器的设计研究云南变压器电气股份有限公司柳溪摘要：本文介绍了高压变频器的工作原理，并论述高压变频器配套用移相整流变压器的移相原理，设计研究和技术特点，提出了相应的计算方法。
关键词：高压变频器移相整流变压器移相设计要点计算方法Design and Study on phase-shifting rectifier transformer for the supporting use of high-voltage frequency converter Yunnan Transformer and Electric Joint-stock Company Ltd.Liu XiAbstract: This article introduces the operating principle of the high-voltage frequency converter, expounds the rectifyingprinciple of the phase-shifting rectifier transformer forthe supporting use of high-voltage frequency converter, itsdesign and study and its technological characteristics andputs forward the relevant calculating methods.Key words: high-voltage frequency converter, phase-shifting rectiformer (rectifier transformer), phase-shifting, calculating methods,main design consideration1．前言随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，带动了交流传动技术日新月异的进步，也使得高功率、大电流的功率器件制造技术日趋成熟。
移相变压器工作原理解析
移相变压器工作原理解析移相变压器是一种常见的电力设备，用于改变交流电信号的相位。
它在电力系统中起着重要的作用，因为通过调整相位，可以实现电力传输和分配的有效控制。
在本文中，我将深入探讨移相变压器的工作原理，包括其基本原理、结构和应用。
第一部分：导言在此部分，我将介绍移相变压器的基本概念和背景信息。
我将解释为什么需要改变电流的相位，以及移相变压器在电力系统中的作用。
第二部分：移相变压器的基本原理在此部分，我将详细描述移相变压器是如何工作的。
我将解释其基本原理，包括磁耦合和电压变换。
我还将涵盖移相变压器的主要组成部分，如互感线圈和磁芯。
第三部分：移相变压器的结构在本节中，我将讨论移相变压器的结构和特点。
我将描述其不同的构造形式，如环形核心和柱状核心。
此外，我还将讨论功率等级和尺寸方面的考虑因素。
第四部分：移相变压器的应用在此部分，我将探讨移相变压器在不同领域中的应用。
我将介绍其在电力系统中的作用，如电力传输和分配的相位调节。
我还将涵盖移相变压器在电子设备中的应用，如变频器和电力变换器。
第五部分：总结与回顾在最后一部分，我将对整篇文章进行回顾和总结。
我将强调移相变压器的重要性和应用领域，并提供对这一概念的深入理解。
我还将分享我对移相变压器的观点和理解。
文章结构：1. 导言2. 移相变压器的基本原理2.1 磁耦合2.2 电压变换2.3 互感线圈和磁芯3. 移相变压器的结构3.1 不同构造形式3.2 功率等级和尺寸4. 移相变压器的应用4.1 在电力系统中的应用4.2 在电子设备中的应用5. 总结与回顾6. 我的观点和理解通过这篇文章，您将对移相变压器的工作原理有更全面、深刻和灵活的理解。
同时，我的观点和理解将进一步增强您对这一概念的认识。
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3. 移相变压器的结构移相变压器是一种特殊的变压器，由于其结构特殊，使其能够实现相位移动的功能。
移相变压器应用于高压变频器的研究与设计_王鹏
，
iA(31)＝
10姨 3 31π
Id
（4）依 此 类 推 ，当 k＝5N，N＝0、1、2、3… 时 ，各 一
次电流分量中的相应的 30N±1 次谐波不会抵消；当
U／V
12
k≠5N，N＝0、1、2、3…时，各一次电流分量中的 6kN±1 次谐波可以抵消。
当采用五重化 30 脉波整流时， 一次电流中将 只有基波以及 30N±1，N＝0、1、2、3、…次谐波电流存 在，其最低次谐波为 29 次。
4 多重化整流电路谐波分析
4．1 多重化电路傅立叶分析
移相变压器采用顺延连接方式的三相全桥不
控整流电路如图 6 所示。 通过适当选择初始相位，
可使变压器一次侧线电流是具有半波对称性质的
奇函数 f(t)[3]，经傅立叶级数分析可得：
∞
Σ f(t)＝ [b2k－1sin(2k－1)ω1t]＝ k＝1
b1sinω1t＋b3sin3ω1t＋…＋bksinkω1t＋…
为了理解清晰，作如下假设。 （1）移 相 变 压 器 为 理 想 变 压 器 ，没 有 阻 抗 和 漏 抗等方面的影响。 （2）二 极 管 等 电 力 电 子 器 件 为 理 想 器 件 ，没 有 开关时间等。 （3）整流后的直流侧采用 LC 滤波，且假设滤波 电感 L 足够大，直流电流为恒定值。
2 移相变压器延边三角形移相技术
VAX VAB
VP Vby
VAB Vax
30°＋｜α｜ VQ
120°α
30°－｜α｜
Vab
图 5 逆延移相变压器相量图
Fig．5 Vectorgram of non－extended phase－shifting
transformer
变频器用多脉波整流变压器移相技术的研究
变频器用多脉波整流变压器移相技术的研究摘要：本文主要针对变频器用多脉波整流变压器的移相展开分析，思考了变频器用多脉波整流变压器的移相的思路和具体的措施，明确了一些比较可行的方法，希望可以为今后的相关工作提供参考。
关键词：变频器；多脉波整流变压器；移相1 前7言目前，在变频器用多脉波整流变压器的移相过程中，还有不少问题，为了可以进一步提高变频器用多脉波整流变压器的移相的效果，避免出现质量问题，一定要提高工作效果。
2 多脉波整流移相变压器研究现状整流变压器是整流设备的电源变压器，最突出的特点为原边输入交流、副边通过整流元件后输出直流。
目前，用于工业领域的整流直流电源基本是由交流电网通过整流变压器和整流设备得到的。
对于大功率的整流装置而言，其电流相对较大，但二次电压较低，整流变压器的二次电流不是正弦交流。
由于后续整流元件具有单向导通特征，所以，各相线之间不再同时流有负载电流。
对于软流导电而言，单方向的脉动电流经过滤波装置后会转换为直流电，整流变压器的二次电压电流与容量连接组相关，比如三相桥式整流线路等。
整流变压器的参数计算一般是以整流线路为前提的，并从二次侧向一次侧推算。
整流变压器的绕组电流为非正弦，且含有大量的高次谐波。
在应用整流变压器的过程中，为了有效减少其对电网的影响，并进一步增大功率因数，就必须通过移相的方法增大整流变压器的脉冲数。
对整流变压器进行移相最主要的目的是使其二次绕组的同名端线电压之间有一个相位。
解决大功率整流系统的谐波问题往往采用两类方法：（1）加装谐波补偿装置，基于电流补偿原理来实现谐波补偿，但很多情况下，谐波补偿装置成本高、体积大，带来不必要的损耗；（2）对整流系统进行改进，抑制谐波的产生，这是从源头上解决谐波问题的方法，PWM整流器和多脉波整流是这类方法的代表技术。
多脉波整流因具有结构简单、成本低、可靠性高等优点，在大功率整流系统中得到了广泛应用。
作为多脉波整流重要部件的移相变压器，提高容量会增加系统成本。
移相变压器研究与应用
移相变压器研究与应用
万延康;韩松;杨涛
【期刊名称】《贵州电力技术》
【年(卷),期】2017(20)3
【摘要】首先对PST进行分类,调查分析国内外PST研究现状和工程应用状况;随后介绍了PST工作原理,并对三类主要潮流控制器进行分析比较.再则,对移相器工程应用中存在的问题进行简要分析,并展望了移相变压器的发展前景.为后续对于PST 的深入研发与应用提供借鉴及参考.
【总页数】6页(P88-92,25)
【作者】万延康;韩松;杨涛
【作者单位】贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550025;贵州电网有限责任公司电力科学研究院研究生工作站,贵州贵阳550002;贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550025;贵州电网有限责任公司电力科学研究院,贵州贵阳550002
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
【相关文献】
1.移相整流变压器移相角微机测量装置开发 [J], 王念同;沈继刚;蔡晓越;潘丽
2.移相整流变压器移相角测量误差分析 [J], 王念同;沈继刚;等
3.一种高压变频器用移相整流变压器移相角的简易测量方法 [J], 陈湘令;张莹
4.12/3相直线式移相变压器设计 [J], 赵镜红;许浩;郭国强
5.北京变压器厂成功研制移相整流干式变压器 [J], 小路
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高压干式多绕组移相变频整流变压器的设计
高压干式多绕组移相变频整流变压器的设计一、概述高压变频装置是计算机技术、功率器件及电机控制技术的有机组合，其中含有多项高新技术，是目前电机调速技术中发展最快的产品。
高压变频调速技术是采用隔离变压器将多个低压模块叠加（串联）而形成高压输出，主要是由多个低压功率单元和控制单元组成，每个功率单元由多绕组隔离变压器的一个三相绕组供电，这种多绕组的隔离变压器其二次线圈互相存在一个相位差，实现了输入多重化，由此可消除各单元产生的谐波对电网的污染，这一隔离变压器称为多绕组移相整流变压器。
二、多绕组移相整流变压器采用H级非包封干式变压器技术H级非包封干式变压器是目前绝缘等级最高的干式变压器，其主体绝缘采用Nomex绝缘系统，Nomex纸是一种以芳香酰胺纤维为基础的合成绝缘材料，当Nomex纸用于变压器的绝缘系统时，在高温下，它的电气和机械性能都十分稳定，而且阻燃性能很好，Nomex 纸及其干变的优越性能如下：1．突出的耐热性能：耐热温度高是Nomex纸固有的、它属于C级绝缘材料，在200℃以上时，电气性能和机械性能均十分稳定；在250℃温度下，不会熔融、流动和助燃。
用其制成的干变可在350℃温度下，承受短期运行，过载能力和热冲击承受力非常突出。
2．牢固的机械性能：Nomex纸非常坚固，而且Nomex纸挠性很好，耐撕裂、抗磨擦、抗割穿，当Nomex纸用于绝缘系统的不同部位时，它都可以保持很好的机械性能，用其制成的干变，在短路或其它机械应力的作用下，将会保持绝缘结构的稳定和牢固。
3．优良的防潮性能：Nomex纸不吸水，具有很好的防潮性能，即使在相对湿度为95%的情况下，其电气强度也可保持较高的水平。
4．阻燃性能突出：Nomex纸在空气中不会熔化或助燃，其阻燃性能特别突出。
5．优越的电气性能：Nomex纸的耐压强度高，它的工频击穿场强为20~40kv/mm，其介电常数接近于空气，Nomex纸沿面放电起始电压较高，当它用于干式变压器时，可减少主绝缘尺寸，减少整个铁心的重量，Nomex纸的局放起始电压也较高，用其制造的干变可以做到较低的局部放电水平。
移相变压器研究与应用
移相变压器研究与应用移相变压器，又称移相器，是一种能够改变交流电路中电流和电压之间相位关系的电气设备。
它通过相位变压器来实现对电流和电压波形的控制，从而满足特定的电力系统要求。
移相变压器在电力系统中具有广泛的应用，本文将对其研究和应用进行探讨。
移相变压器的研究主要集中在以下几个方面。
首先，研究人员关注其基本原理和构造。
移相变压器通过在磁环上绕制相位控制绕组，通过改变这个绕组的电流，从而改变输出电流和输入电压之间的相位关系。
其次，研究人员对移相变压器的稳定性和效率进行了研究。
由于移相变压器通常运行在高电流和高电压的环境下，因此其稳定性和效率对于电力系统的正常运行至关重要。
最后，研究人员研究了如何优化移相变压器的设计和制造工艺，以提高其性能和可靠性。
移相变压器在电力系统中的应用十分广泛。
首先，它可以用于无功补偿。
在电网的运行过程中，由于电力负荷的变化，电压和电流之间的相位差可能会发生改变，导致系统无功功率的损失。
通过使用移相变压器，可以改变电流和电压之间的相位关系，从而减小系统的无功功率损耗。
其次，它可以用于改善电网的电流质量。
电流质量是指电网中电流波形的纯度和稳定性。
通过使用移相变压器，可以改变电流波形，减小谐波和幅值的波动，从而提高电网的电流质量。
此外，移相变压器还可以用于能量传输和功率控制等方面的应用。
移相变压器在电力系统中的应用还存在一些问题和挑战。
首先，由于移相变压器的构造复杂，制造和维护成本较高。
其次，移相变压器在实际操作中可能会遇到电磁干扰和温度升高的问题，影响其性能和可靠性。
此外，移相变压器的容量和控制范围有限，无法满足所有的电力系统要求。
为了克服这些问题，研究人员正在不断开展工作。
他们致力于改进移相变压器的构造和设计，以提高其性能和可靠性。
同时，他们还在研究新型的移相变压器技术，如电子移相变压器和光电移相变压器等，以满足不同电力系统的需求。
此外，还有研究人员在研究如何应用智能控制技术和优化算法来优化移相变压器的运行和控制，以提高其效率和功率控制能力。
24脉波移相整流变压器技术研究综述
24脉波移相整流变压器技术研究综述孙玉伟;潘天雄;严新平;袁成清;汤旭晶;潘鹏程【摘要】在解决大功率电力系统整流谐波问题方面,多脉波整流技术因其谐波抑制率高、设备成本低和运行可靠性高而具有显著优势.然而,随着电力系统的谐波控制标准不断提升,特别是在解决城市轨道交通直流牵引供电系统谐波方面,传统的12脉波整流器难以有效解决输出高品质稳定直流电的问题.在介绍24脉波整流技术的原理及分类的基础上,分别就基于隔离型、自耦型、直线式和圆形变压器的24脉波整流器移相变换原理、拓扑结构及性能特点进行了对比分析,探讨了柱式、直线式和圆形移相变压整流器在铁磁结构、绕组布设和匝数计算等方面的差异.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2019(043)003【总页数】5页(P438-442)【关键词】24脉波整流器;谐波;自耦变压器;圆形变压器;直线式变压器【作者】孙玉伟;潘天雄;严新平;袁成清;汤旭晶;潘鹏程【作者单位】武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所武汉 430063;武汉理工大学交通部船舶动力工程技术交通行业重点实验室武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所武汉 430063;武汉理工大学交通部船舶动力工程技术交通行业重点实验室武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所武汉 430063;武汉理工大学交通部船舶动力工程技术交通行业重点实验室武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所武汉 430063;武汉理工大学交通部船舶动力工程技术交通行业重点实验室武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院武汉 430063;武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所武汉 430063【正文语种】中文【中图分类】U665.10 引言整流变换作为最常用的电能变换之一，已广泛应用于直流电机、电镀、新能源、航天等各个领域，而整流器件的强非线性给电网带来了大量的谐波污染[1-2],为此许多国家都相继制定了限制电力系统谐波的标准，如IEC555-2,IEEE519等[3].大功率整流工程实践中主要采用LC滤波、功率因数校正、PWM整流和多脉波整流等谐波控制方法，其中：尤以具有谐波抑制率高、低噪声、低电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)、实现简单、可靠性高等特点的多脉波整流技术应用最为广泛.随着多脉波整流技术的发展，整流系统脉波数增多，电网总谐波畸变率(total harmonic distortion，THD)得以有效控制，但脉波数过多会使系统过于复杂，制造精度和对称性难以得到保证[4].24脉波整流系统在兼顾了设备复杂度和成本等因素的同时，具有良好的系统谐波抑制能力，而成为多脉波整流技术发展的主流[5].本文首先阐述了24脉波整流技术的原理及分类，从移相变压器的结构形式出发，分别介绍了基于隔离型、自耦型、直线式和圆形移相变压器24脉波整流系统的拓扑结构和变换原理，并对其结构和性能做了对比分析，最后对该领域进行了总结和展望.1 24脉波整流技术原理及分类24脉波整流器通常由移相变压器和多个整流桥构成，在一个三相电源系统中，输出直流电压在一个交流周期内有24个波头[6-7].其原理是通过移相变压器，实现交流线电压移相，多相输出到若干个三相整流桥，通过各整流桥的谐波叠加抵消，抑制输入电流中23次以下的谐波，从而减小交流输入系统中的谐波含量和直流输出电压中的波纹[8].24脉波整流器的类型很多，根据不同的特性可以作如下归类：根据内置移相变压器有无电隔离可以分为隔离型和非隔离型，根据整流器中电力电子器件是否可控可以分为可控型和不控型[9].移相变压器是其中的关键设备，原边绕组与副边绕组的联结方式有很多种，包括△/Y、延边三角形、曲折形、多边形等[10].其移相原理都是通过绕组的不同联结方式，改变原副边绕组电压的相位，图1和表1分别介绍了几种绕组的联结方式和相应的原副边匝数计算公式.限于篇幅，本文主要以延边三角形接法为例介绍相应的整流拓扑结构.图1 移相变压器的原副边绕组联结方式表1 移向变压器原副边匝数比关系及相角度[10]△/YN2=n·3·N1±30°3·sin α·N3=sin(30°-α)·N2N2+2·N3=2·n·cos α·N130°-30°<α<30°sin α·N2=sin(60°-α)·N3(n·N1)2+N22-N32=2·n·N1·N2·cos α60°-60°<α<60°sin α=k·sin(120°-α)·(n·N1)2+N22-(k·N2)2=2·cos α·n·N1·N2-60°<α<60°注：n-变压器的变压比;α-移相角;N1-原边匝数;N2、N3-副边匝数;“k”-多边形绕组上抽头两端绕组的匝数比.2 基于隔离变压器的24脉波整流技术概况2.1 24脉波隔离式不控型整流器24脉波不控型整流器目前已广泛应用于国内城市轨道交通牵引供电系统，这种整流装置可靠性更高，更加经济，缺点是电能只能单向流动且整流器体积庞大，图2为几种典型的不控型24脉波整流系统.图2a)整流机组主要由两台12脉波轴向双分裂式牵引整流变压器和四组全波整流桥组成，变压器原边采用延边三角形，副边绕组分别采用△，Y接法，输出4组线电压相位差15°，通过整流桥整流后实现了24脉波整流[11-13].该系统采用的轴向双分裂式结构的变压器，增大了其抗干扰能力，原边采用延边三角形移相，一次侧3次谐波电流不注入电网，二次侧形成多脉波输出，使直流波形更加平缓，谐波含量更低.图2b)4组整流桥为串联联结，该电路的副边相比图2a)的对称性更好，它们共同的缺点是变压器体积庞大且效率低[14].图2c)，变压器采用Y/Y/△联结，两个副边绕组的交流线电压相位相差30°，引入变抽头均衡电抗器后，产生不流经负载的附加环流以11、13次谐波为主要成分，与网侧11，13次谐波相位相反，从而相互抵消形成24脉波整流[15-17].该系统在设计变压器时，要求副边两绕组对称性好，必须注意铁芯结构及副边三角形绕组和星形绕组的匝数设计，变抽头均衡电抗器起电压均衡、电流平波等作用，合理的均衡电抗器设计能提高并联双桥的利用率，维持电流连续及减小直流脉动.图2d)经过整流桥和2抽头变换器形成24脉波整流，该整流变压器副边都采用延边三角形联结，从而对称性更好，更有利于谐波的抑制.图2 隔离式不控型24脉波整流系统2.2 24脉波隔离式可控型整流器24脉波隔离式可控型整流器主要应用于大功率场所，如高压直流输电 (high-voltage direct current，HVDC)、大型直流电机驱动、可再生能源转换系统等.图3a)移相变压器原边绕组为△，Y接法，副边绕组采用4组延边三角形接法，分别移相-22.5°，-7.5°，+7.5°，+22.5°[19].图3b)2抽头变换器采用晶闸管取代了二极管，通过晶闸管的闭环控制，使2个整流桥输出的电流平均值相等，从而避免了抽头变换器饱和，减小了抽头变换器的电感值[20].图3 隔离式可控型24脉波整流系统3 基于自耦变压器的24脉波整流技术概况隔离型的多脉波整流器实现了输入输出的隔离，结构比较简单，但是其输入的能量完全通过磁耦合到输出端，导致变压器等效容量大，造成整流器的体积庞大.在不要求电气隔离的情况下采用自耦变压器，通过变压器磁耦合的能量仅占输出功率能量的一小部分，从而减小变压器容量，减小整流器的体积与成本.图4a)为一种采用自耦变压器的24脉波整流系统[21]，其特点是采用的单台自耦变压器，输入端电流经过变压器移相后，形成四组三相电路线电压依次相差15°，四组整流桥电路分别通过平衡电抗器并联联结，输出24脉波直流.此电路中采用的自耦变压器的等效容量仅为输出功率的17.3%，整流器体积大大减小，在大功率整流场合下优势尤为显著.图4b)为三角形连接自耦变压器24脉波整流系统[22]，与图4a)不同的是，它由两台12脉波自耦变压整流器并联构成，通过相间变压器分别移相±7.5°，分别接入两台延边三角形变压器，输出4组相位依次相差15°，幅值相等的整流桥输入电压.此方案的自耦变压器等效容量为输出功率的17.04%，且其变压器结构对称，易于谐波抑制.图4 自耦变压器24脉波整流系统4 基于直线式移相变压器的24脉波整流系统孙盼等[23-24]设计了一种基于直线式移相变压器的多脉波整流器，提出了一种基于直线感应电机原理的直线式移相变压器拓扑.图5为3相/12相直线式移相变压器结构图.图中阴影部分构成了一次侧A相绕组，一次侧与二次侧铁心长度、宽度尺寸相同，分别采用短距绕组和整距绕组，各开有12个槽和12套绕组，其极对数为1.一次侧12个绕组采取60°相带分相，将对称的三相交流电通入一次侧三相绕组，在变压器气隙间将生成一个平移的正弦磁场，二次侧的 12 套绕组感应出相位依次相差30°的电动势，将产生的12相输出分成4组三相电源，并联后接入至整流桥向负载供电，输出的电压含有24个脉波，与传统的隔离式柱形24脉波整流系统相比，其谐波畸变率THD更低.图5 直线式移相变压器结构[25]5 基于圆形移相变压器的24脉波整流系统王铁军等[25]设计了应用于24脉波整流系统的圆形移相变压器，采用圆柱式铁芯结构，利用旋转磁场实现多组移相.图6为圆形移相变压器结构示意图，其机构与感应电机相似，变压器原边固定，放置一组星形连接的3相对称绕组，副边(即定子)放置4组星形连接的3相绕组，副边a1至a4相位依次相差15°，槽口位子见图6，各绕组的b，c相对应于a相上相移120°和240°.根据旋转磁场原理，通电后原边绕组在铁芯内产生旋转磁场，副边绕组将依次产生四组15°移相的三相感应电动势，将四组三相输出分别接入桥式整流电路，4组整流桥串联叠加后得到24脉波直流输出.图6 3相/12相圆形变压器结构[26]6 整流变压器的对比分析传统的柱形移相变压器为了保持输出三相的对称性并实现正确的移相，需要特殊设计绕组的匝数比、联结方式和串联次序等.变压器的结构随着脉波数的增多更复杂，体积更庞大，且不同的联结方式只能实现一种角度的移相.基于直线电机结构的直线式移相变压器，其绕组布设更为方便，除了可以用于整流外，还可以用于逆变电路，通过模块的叠加能应用于大功率整流场合.该变压器内部的铁芯存在纵向和横向两个边端，产生边端效应，会影响其效率和谐波分量[27].通过减小气隙宽度和增加边齿宽度削弱边端效应，使直线式移相变压器工作在最佳状态，其效率和电压调整率与柱形变压器相比稍低，但抑制谐波效果更好. 圆形移相变压器因其采用圆形电机式铁芯结构，原副边绕组均匀分布于铁芯内部，磁路更加紧凑和对称，移相更为准确.该变压器同侧匝数相同，原副边匝数比计算更为简单，电压调整率较大，适合于可控整流.在效率、功率因数等方面，其性能较柱形变压器略低，在电磁设计方面仍有进一步改善的空间.7 结论1) 移相变压器是24脉波整流系统的必需器件，采用自耦变压器大大减小了整流器的体积，提高了整流器的整体性能，但其非隔离因素和相对复杂的绕组结构使其成为大范围应用的一个瓶颈.2) 随着多脉波整流技术的发展，通过改进移相变压器的电磁结构，基于直线式移相变压器和圆形移相变压器等新型的整流装置，减少了设备元件数量，降低了设计和制造成本.3) 在24脉波整流电路理论设计的基础上，将其与直流侧有源谐波抑制方法相结合，可得到更好的波形.参考文献【相关文献】[1]陈坚.电力电子变换和控制技术[M].北京:高等教育出版社，2002.[2]黄俊，王兆安.电力电子变流技术[M].北京:机械工业出版社，1992.[3]孟凡刚，杨世彦，杨威.多脉波整流技术综述[J]．电力自动化设备，2012，32(2): 922-927．[4]周帅. 城市轨道交通多脉波整流技术研究[D].大连：大连交通大学,2011.[5]任志新.多脉冲自耦变压整流器(ATRU)的研究[D].南京：南京航空航天大学,2008.[6]马化盛,张波,易颂文,等.二十四脉波整流器四种结构形式的分析[J].华南理工大学学报(自然科学版),2003(4):61-65.[7]SINGH B, GAIROLA S, SINGH B N, et al. 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基于移相全桥拓扑变压器与电感设计研究
１ 引 言
随着 服 务 器 数 量 的 增 加 ．所 需 电源 功 率 越 来 越 大 ，效 率 要 求 越 来 越 高 ，移 相 全 桥 拓 扑开 关 器 件 工 作 在 ＺＶＳ状 态 时 效 率 高 。因 此 成 为 大 功 率 应 用 场 合 的首 选 拓 扑。但采 用 移相 全 桥 拓 扑要 设计 一 款 能符 合 ９４％以上 铂 金 或 钛 金 效 率 等 级 要 求 的 低 压 大 功 率 电源 ，其 主 变 压 器 及 输 出滤 波 电感 的 参 数 及 结 构 设 计 非 常 关 键 。在 此 针对 某 ２ ８００ Ｗ／１２ Ｖ／ ２３３ Ａ开 发 项 目 ．重 点研 究 主 变 压 器 与 输 出 滤 波 电 感 参 数 设计 及 结构 优 化 设计 方法 ，样 机 测试 结 果 表 明所 选 参数 及 所 设计 结构 能满 足 各 项 性 能指 标 。
整机 效率 最高可 达 ９６．２１％，该应用 设计 可解 决 目前 市场 上 中大功率 、高效 率 、高功 率密度 电源 的需求 。
关 键 词 ：开 关 电源 ；变 压 器 ；电 感
中图 分 类 号 ：ＴＮ８６
文 献标 识码 ：Ａ
文 章编 号 ：１０００一ｌＯＯＸ（２０１８）Ｏ１—００９７—０３
摘 要 ：介 绍 了基 于 ＵＣＣ３８９５移相 全桥拓 扑 的低压 大 电流 开关 电源变 压器 与 电感 参数 的计 算方法 及结 构设 计方
法 ．设 计 出 了 一 款 输 出 电 压 １２ Ｖ、输 出 电流 ２３３ Ａ，额 定 功 率 ２ ８００ Ｗ 的 开 关 电源 ，采 用 该 变 压 器 与 输 出 电 感 计
第 ５２卷 ｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｖｏ１．５２， Ｎｏ．１ Ｊａｎｕａｒｙ ２０１ ８
大功率高压多重分群移相变压器的研究(上)
半 以上 ， 高压大功率 电动机更 为突 出 ， 而这些 设备 的使用都
电 网 电压 经 过 副 边 多 重 化 的 隔 离 变 压 器 降 压 后 给 功 率 单 元 有节能 的潜力 。 随着现代 电力电子技 术和微电子技术 的迅猛 、 供电， 功率单 元为三相输 入 ， 单相 输出的交直 流 Ｐ ＷＭ电压源型 发展 ， 大功率 高压变频 调速装置不断地成熟起来 。但变频器 逆 变器结构 ， 相邻功率单 元的输 出端 串联 起来 ， 形成 Ｙ接结 构 ， 在实现节能 、 方便 、 高效 的同时 ， 电网也 注入 了大量的谐波 对 实 现变压变频 的高 压直接输 出 ， 给高压 电动机 。改 变每相功 供 和无功功率 ， 电能质量不断地恶化 。因此 ， 使 消除谐波 ， 降低 率单元 的串联个数 或功率单元 的输 出电压等级 ， 就可 以实现不 无功分量的泄放是 目前变频器 产业 所面临的艰巨任务 。 大功 同电压等级 的高压输 出 。每个 功率单元分别 由输入变压器的一 率高压移相变压器的多重分群 节能 技术研究 ， 目的在于开发 组副边供 电， 功率单元之 间及变压 器二次绕组之间相互绝缘 。 种降低变频器往 电网泄放谐 波的装置 ， 该装置应 用于高压 我司通过研发一 种 ３ ６脉 波大功率变频移 相变压器 ， 来抑制 变频器配套设备 ，能进一步实现大 功率 变频器的节能环保 ， 谐波 的泄放 。该装置 的研 发过 程中 ， 需要对 多重化 与分 群技 术 、 是 目前 变 频 器 产 业 技 术 进 步 和产 业 升级 的 迫 切 需 要 。 ３ ６脉波移 相技 术 、 压绝缘技 术等关键性技术进行深 入研究 。 高
口圈口圆
大 功 率 高 压 多重 分群 移 相 变 压 器 的研 究 （ ） 上
基于新型移相变压器的多重化逆变研究
ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｒ ． Ｆｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ，ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｉ ｓ ｄ ｅ ｍｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ．Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈ ｅ
ｎ ｅ ｗ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｓ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｗｈｉ ｃ ｈ ｐ ｌ ａ ｙ ｓ ａ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｂ ｏｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ．
武汉 ４ ３ ０ ０ ３ ３ ） （ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ军工程大学电气与信息工程学 院
摘
要
传统多重叠加逆 变器多是基于多柱式铁心 ， 对逆变器拓扑结构或者其控制方法方 面进 行改进和研究 。而 当相数 较多时 ， 设计
将 非常复杂 ， 误差积累将使变压器 电气性能改善不再明显 。论文分析了该 特点 ， 利用 电机的某些特性对移相变压器进行 了改进 ， 与普通移相 变压器相 比， 新型变压器铁心为圆形结构 ， 整体结构更为紧凑和对称 ， 电路结构更 为简单 最后 ， 通过仿 真分析 了该方案 的可行性 ， 并能够有 效 的抑制谐波 ， 为后续研究打下坚 实基础 。 关键词 多重叠加逆变器 ； 移相变压器 ； 谐 波 ＴＨＤ
电力移相变压器的基本原理及其应用研究
电力系统2019.5 电力系统装备丨119Electric System2019年第5期2019 No.5电力系统装备Electric Power System Equipment 电力系统的稳定性和可靠性与社会的发展和人们的生活密切相关。
当前电力系统飞速发展，电压等级越来越高，不同电网之间的联系也越来越紧密。
不同的电网可以互为备用、互相补充，从而能够提高运行的可靠性和稳定性。
在国外电网中常用的一种电力设备——移相变压器，可以用于控制和改善不同电网之间的功率分布。
移相变压器能否在电力系统中广泛应用，将取决于电网系统功率的调节方法以及整个电力市场的开放程度。
在一些发达国家和地区，比如美国和欧洲，移相变压器应用比较广泛，这是由这些国家的电力市场的特点所决定。
并且其需求也在日益增多。
越来越多的国际变压器制造企业为满足这一需求，已经具备了生产移相变压器的能力。
1 移相变压器的作用移相变压器又称相角调整器，其两侧分别称作负载侧和电源侧。
移相变压器是串联在线路上使用的，因此其电源侧和负载侧的电压模值是相等的，但这两侧的相角差在一定范围内是连续可调的，通过移相变的相角调节可以控制电力系统各支路的电流，从而解决由于并联传输电路引起的过电流问题。
具体来说，就是当系统中的多条支路并联运行时，会在并联支路之间形成一个环路，如果各并联支路的阻抗完全相同没有任何差异时，这个环路是不会流通电流的，反之，环路之间流通环流，造成有的支路欠载运行，有的支路过载运行，从而引起各并联支路负荷的不平衡。
如图1所示。
在任一线路中串联一个具有合适参数的移相变压器就可避免并联支路负荷不平衡的问题。
图1中，只考虑线路的电抗忽略不计线路的电阻值。
移相变压器的一个重要性能参数-调相角范围与其安装的位置有关。
调相角可以超前，也可以滞后。
定义负载侧电压的相角领先于电源侧电压相角为超前，反之为滞后。
图2a 中，当Z 2>Z 1时，接入PST 后，使I 1=I 2，此时I 2Z 2>I 1Z 1，从图2a 的向量图中看出，这时PST 的ΔV 使负载电压V L 领先于电源电压V S ，即超前相角；当Z 2<Z 1时，接入PST 后，使I 1=I 2，此时I 1Z 1>I 2Z 2，见图2b 的向量图。
出口美国大容量移相变压器的研制
起 的 ， 两 个 输 电线 路 中 阻 抗 的不 同将 会 引 起 两 条 则 的负 荷 电 流 （ 。 Ｌ２） 从 一 个 发 送 系 统 分 别 给 Ｉ。＝Ｉ。＝Ｉ／ ，
线 路 传 输 负 荷 的 不 同 。如 果 两 条 输 电 线 路 传 送 同 样
两 个 独 立 接 收 系 统 供 电 ， １条 线 路 阻抗 ｚ。 第 一 ， 第 ２条 线 路 阻 抗 ｚ： 一 ： 且 两 者 不 同 ， 么 输 出 端 的 电 ， 那 压 【 和 【 大 小 和 相 角 将 不 同 。 此 时 简 化 并 联 输 ，。 ， 电线 路 的 电 路 图和 向量 图 ， 图 １所 示 。如 果 将 输 出 如 端 连 接 到一 起 来 改 善 系 统 的稳 定 性 ， 这 种 情 况 下 ， 在 图 ２ 输 出端连接在一起时简化并联输 电 线路 的电路 图和向量 图
２中 的新 的负 荷 电 流 将 减 少 同 样 数 量 Ｉ （ ＝Ｉ 一 Ｊ Ｉ） 。此 时 简 化 并 联 输 电 线 路 的 电 路 图 和 向 量 图 如 图 ２所 示 。 如 果 Ｊ 和 Ｊ 分 别 代 表 两 线 路 的 额 定 电 流 ， 么 线 路 １将 过 负 荷 ， 过 负 荷 电 流 为 Ｉ ； 线 那 其 而
的 电 路 图 和 向 量 图 如 图 ３所 示 。
功 率 的调 节 方 式 及 电 力 市 场 的 开 放 程 度 ， 电 力 市 场 当
为 自 由 市 场 而 非 垄 断 市 场 时 ， 发 电 厂 与 输 变 电 部 门 且
分 家 时 ， 需 要 此 种 设 备 。 因 此 ， 界 上 各 大 变 压 器 就 世 制 造 公 司如 西 门子 、 林 、 ｓ ｍ、 Ｂ、 ｏ ｐ ｒ等 公 司 伊 Ａｌ ｏ ＡＢ Ｃ ｏ ｅ ｔ 都相继开发 了移 相变 压器 产 品。保定 天 威保 变 电气 股 份 有 限公 司 （ 下 简 称 天 威 保 变 ） 是 在 这 种 大 背 以 正 景 下 于 ２ ０ 年 为 美 国 太 平 洋 公 司 开 发 研 制 了 ０２ Ｔ Ｘ一 ０ ０ ０ ２ ０三 相 ３ ０ ＭＶ 移 相 变 压 器 ， 是 国 ３０ ０ ／ ３ ０ Ａ 这 内 自行 研 制 的 首 台 大 容 量 移 相 变 压 器 。
水冷移相变压器关键技术研究
水冷移相变压器关键技术研究马涛【摘要】本文对水冷移相变压器的主要技术特点进行了介绍,并对主要参数的计算方法和关键技术进行了研究.通过对水冷移相变压器样机制造和试验结果表明主要参数计算方法和关键技术的研究可行,为水冷移相变压器的设计计算和制造提供了依据.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)012【总页数】2页(P140-141)【关键词】移相变压器;水冷;主泵变频器【作者】马涛【作者单位】上海核工程研究设计院,上海200233【正文语种】中文【中图分类】TM921.511 概述作为大功率水冷变频驱动系统中的关键部件，大功率水冷移相变压器的性能参数和可靠性指标对变频器驱动系统的长期可靠运行至关重要。
目前国内尚无制造厂能生产大功率水冷移相变压器，根据工程需求，开展大功率水冷移相变压器（以下简称：水冷移相变压器）的关键技术研究，为设备国产化实现技术突破。
2 水冷移相变压器技术特征2.1 水冷移相变压器的主要特点与传统变压器绕组采用实心铜导线相比，水冷移相变压器的原边绕组和副边移相绕组均由空心铜导线绕制而成，铜导线载流，同时铜导线内腔通冷却水冷却。
因此，具有以下特点：①与传统风冷、油冷等外部冷却方式相比，绕组铜导线内腔水冷效率高、温升低；②水冷系统与变频驱动设备功率模块共用，节省设备投资；③体积、重量相比传统变压器显著降低，可节约厂房面积；④整体采用环氧树脂浇注，绝缘强度高，环境适应能力强，可靠性高。
图12.2 延边三角形移相副边移相绕组采用延边三角形联结，分为正序和逆序两种联结方式。
移相角即变压器的副边移相绕组的线电压超前或滞后原边绕组线电压的角度α。
正序联结为顺时针方式，移相角是负角度；逆序联结为逆时针方式，移相角是正角度。
图2表示延边三角形绕组联结图和电压相量图 [1]，图（a）为正序移相，图（b）为逆序移相。
图2 延边三角形绕组联结图和电压相量图2.3 去离子水内冷水冷移相变压器的原、副边绕组均由空心铜导线绕制、主绝缘采用环氧树脂整体浇注、绕组空心铜导线内腔通去离子水冷却。
移相变压器的选型方案研究
移相变压器的选型方案研究
余梦泽;李峰;李作红;曹华珍;韦斌;隋宇
【期刊名称】《现代制造技术与装备》
【年(卷),期】2022(58)2
【摘要】输电线路常因阻抗分布不均而出现潮流分布不均的现象,从而导致部分线路重载和部分线路利用率不足,而且会因相位差不够导致输送容量较小。
为有效提高现有输电系统的输送能力和电网资产利用效率,采用移相变压器对潮流进行调节,并对几种典型移相变压器拓扑结构进行选型研究,总结不同方案的优缺点。
【总页数】4页(P22-25)
【作者】余梦泽;李峰;李作红;曹华珍;韦斌;隋宇
【作者单位】广东电网有限责任公司电网规划研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
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高压变频装置配套用移相整流变压器的设计研究云南变压器电气股份有限公司柳溪摘要：本文介绍了高压变频器的工作原理，并论述高压变频器配套用移相整流变压器的移相原理，设计研究和技术特点，提出了相应的计算方法。
关键词：高压变频器移相整流变压器移相设计要点计算方法Design and Study on phase-shifting rectifier transformer for the supporting use of high-voltage frequency converter Yunnan Transformer and Electric Joint-stock Company Ltd.Liu XiAbstract: This article introduces the operating principle of the high-voltage frequency converter, expounds the rectifyingprinciple of the phase-shifting rectifier transformer forthe supporting use of high-voltage frequency converter, itsdesign and study and its technological characteristics andputs forward the relevant calculating methods.Key words: high-voltage frequency converter, phase-shifting rectiformer (rectifier transformer), phase-shifting, calculating methods,main design consideration1．前言随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，带动了交流传动技术日新月异的进步，也使得高功率、大电流的功率器件制造技术日趋成熟。
近年来，中高压大电流变频器已开始越来越广泛地应用到各行各业中。
目前，高压变频技术正朝着超高电压、超大功率和性能更优越的方向发展，它突出了更节能、更安全、更可靠、更环保的特点。
而在高压变频领域，变频调速装置是一种完美无谐波高压变频装置，在该装置中的整流变压器是不可或缺的重要组成元件，该整流变压器属于多绕组移相整流变压器，采用移相整流变压器可有效消除变频器对电网的谐波污染，可以使高压变频器的设计变得更加灵活。
这种变压器在技术参数、电磁计算、结构设计等方面都要有更好的性能和更高的经济效益，以适应市场千变万化的需要。
美国罗宾康公司（现为西门子公司）是国际上享有盛誉的生产中、高压变频器的大公司，该公司所生产的高压变频器在美国市场占据第一位，在日本、南美洲和中国市场也占据着主导地位。
2001年美国罗宾康中国公司为了降低变频器的成本，慕名找到我公司为他们开发研制这种变压器以替代进口变压器。
经过我们的技术攻关，成功的开发了NOMEX绝缘高压变频装置配套移相整流变压器，产品在技术上达到了国内同类产品的领先水平。
2．高压变频器使用范围及工作原理2．1使用范围目前我国的变频技术已广泛地应用在调速控制领域。
较典型的应用是以节能为目的对风机、泵类设备的调速控制。
为了安全可靠起见，水泵、风机在选择电动机容量时通常都会按最大容量进行选型。
但实际运行时这些水泵和风机常处于低负荷状态。
且水泵和风机的一个特点是负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
早先人们将电机以定速运转，用阀门、档板来调节流量的机械方法来进行流量的调节。
近年来采用变频技术对电动机进行无级调速，从而控制水或风的流量获得很好的节能效果。
根据调查，采用这种变频技术进行调速的一般可节电30％-50％。
在我国火力发电厂中，泵和风机的用电量占火力发电厂自用电量的85％左右，循环水泵、给水泵、灰渣(浆)泵、引风机、送风机、排粉机等均是用电大户．对这些设备进行变频调速改造，将大大降低能源消耗，降低厂用电率，节约生产成本。
符合国家提出的节能、降耗的要求。
目前，变频调速已列入通用节能技术并加以重点推广。
并作为十项资源节约综合利用技术改造示范工程之一。
2．2 基本工作原理变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变旋转磁场同步转速进行调速的，是无附加转差损耗的高效调速方式，变频调速系统的关键装置是变频器，由它来提供变频电源，用高压变频装置拖动高压电动机是最为直接和方便的。
无须经过任何中间环节。
因此有着广阔的发展前景。
为了消除在整流、逆变、变频等一系列变换过程中所产生的谐波对电网的污染，一般采用整流变压器使多个低压模块叠加(串联)而形成高压输出，其装置示意图如图一所示：图一我们知道．交流电动机的同步转速表达式为：N = 60× f×（l一s)／p (1)式中：N——异步电动机的转速；f - 异步电动机的频率；s - 电动机转差率；p - 电动机极对数。
由式(1)可知。
转速N与频率f为线性关系，我们只要改变供给电动机电源的频率就可以达到无级、宽范围的调速。
且在调速过程中不存在励磁滑差和节流作用带来的功率损失。
这是一个50周波的交流电源经过多相脉冲整流变成直流再经过逆变成可以变化频率的交流电源去驱动电动机，然而达到变速的目的。
这种交-直-交的调速系统已逐步替代交-直系统。
3.移相整流变压器的设计研究和技术特点3．1 移相整流变压器的特点美国罗宾康高压变频器技术是“功率单元串联型高压变频器”结构，这种结构由罗宾康公司最先研制开发，是目前比较流行和应用最广的。
它是采用低压IGBT功率元件构成的高压变频器，也称为H 桥串联式多电平或单元级联式高压变频器。
作为功率单元串联型高压变频器的输入端的整流变压器又称为“移相整流变压器”或“移相隔离变压器”。
在电网三相电压的情况下，为了使阀侧（整流后的低压直流侧）输出有更好的波形及减少谐波分量，我们往往采用多相的整流线路。
根据高压变频系统中串联的功率单元数量来设计其二次绕组的数量。
例如：功率单元串联数为6个．则需要移相整流变压器每一相设计18个低压绕组。
二次绕组采用延边三角形实现移相，整流出来的脉波数为36脉波。
由于移相整流变压器多二次绕组以及三角形接法的特点，决定了其二次绕组的抽头、接线很多，一般采用敞开式设计。
3．2 移相整流变压器的等效相数与谐波电流的关系采用移相整流变压器一方面是为了提高整流效率，也为了降低谐波分量，而后者往往是人们要进行考核的。
下面列出等效相数与谐波电流的关系，见表一表一移相整流变压器的等效相数与谐波电流的关系3. 3 移相原理3.3.1 常见的移相方式和工作原理整流变压器与电力变压器最大的不同点在于对等效相数的要求不同，为了提高电能质量，整流变压器的输出电压波形不像电力变压器，在一个周期内只有三个正弦脉波，而是根据网侧电压和装机容量确定在一周期内的脉波数，大型整流变压器的脉波数至少为6个，最多可12个。
所谓等效相数即为一周期内的脉波数P 。
如P=6，就是等效相数为6。
普通的整流变压器的脉波数最大只能达到6，对于大功率整流设备，为了提高功率因素，减小网侧谐波电流，必须提高整流设备的脉波数。
为此采用移相的方法来实现。
移相的目的是使整流变压器二次绕组的同名端线电压之间有一个相位移，从而提高整流设备的脉波数。
通常的移相的方式分为星角绕组移相、移相绕组移相、移相自耦变压器移相：1）星角绕组移相星角绕组移相又分为二次侧移相和一次侧移相两种。
（1）二次侧移相二次侧移相比较简单，它仅采用一台整流变压器，一次侧有一个联结成Y或D 的三相绕组，二次侧有两个分别联结成y和d 的二次绕组。
这两个二次绕组的同名端线电压之间的相位移为30°。
二次侧采用星角联结成的二次绕组，可以使整流电路的整流设备的脉波数提高一倍，如果采用桥式整流电路，则脉波数可达12。
但它也存在缺陷，星角联结的两个二次绕组的匝数比，理论上应为1：√3，实际上是做不到的，由于这两个绕组线电压之间存在差别，导致在二组整流器之间产生环流。
（2）一次侧移相为了克服二次侧移相所存在的缺点，可以采用一次侧移相。
一次侧移相需要采用二台整流变压器并联工作，这二台整流变压器的一次侧分别联结成Y或D,而二次侧均联结成y或d。
这二台整流变压器二次绕组同名端线电压之间的相位移也为30°，所以整机的脉波数也提高一倍。
2）移相绕组移相对于大功率整流设备来说，脉波数12已不能满足要求，必须采用脉波数更大的整流机组。
可以采用移相绕组进行移相，移相绕组设置在整流变压器的一次侧。
根据所需脉波数的不同，所需并联工作的整流变压器的台数及各台变压器的移相角也不同。
单台整流变压器脉波数为6时。
机组脉波数P与各台变压器的移相角度α的组合关系见表二。
表二脉波波数与各台变压器的移相角度α的组合关系一次侧移相绕组与主绕组联结方式有三种，即：曲折形、六边形和延边三角形。
3.3.2 本项目的移相方式和工作原理我们研发的这种移相整流变压器的移相的方式和工作原理不同与上述的几种形式。
它是在一台变压器上实现多脉波，最多可达54脉，甚至更多。
我们知道在电网三相电压的基础上，为了获得均匀分布多脉波阀侧电压，需要将每相阀侧电压在120内均匀展开。
我们采用一次侧绕组联结成Y接，二次侧由多个延边三角形的移相绕组并联在一台变压器上，由这些若干个延边三角形的移相绕组来得到所需要的不同的移相角度，从而得到单台移相整流变压器输出的脉波数P。
例如：18脉波移相整流变压器，在每个铁心柱上有9个延边三角形的二次侧绕组，它们的间隔为360/18=20°，即各个二次侧绕组的移相角度为+20°、0°、-20°。
如图二所示：图二 18脉波移相整流变压器的一、二次侧向电压向量图3．4 移相整流变压器的设计要点和计算方法这种移相整流变压器的计算方法与一般电力变压器的计算有很大的差异，根据我多年的设计经验和对移相整流变压器的研究，提出以下设计要点和计算方法：(1) 额定输出低压的确定移相整流变压器的额定低压取决于高压变频器的功率单元的承受电压。
例如，当高压变频器的功率单元(低压IGBT)的设计承受电压为690V，每相设计6个功率单元串联。
那么所对应的线电压(Y接)为6000V。
这样，移相整流变压器的额定输出低压也就确定为690V。
(2) 每一相的二次绕组数量的确定根据高压变频器功率单元串联个数和变压器容量大小，可分别为9副边、12副边、15副边、18副边或24副边或更多，以上述为例，每相设计6个功率单元，那么移相整流变压器的每一相的整流二次绕组的数量就为18个副边。