专利名称：变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及本发明涉及变压器，尤其涉及适于与传统地面交流系统和专用交流系统一起使用的谐波抑制变压器。
背景技术：
图1示出传统的地面交流电源系统的一小部分。多个交流发电机2产生例如11KV(3相)的较高的交流电压电平电力。该电力直接提供给一系列高功率负载4例如用在钢厂的高功率可控硅变流器进给电机。一系列低功率负载6例如计算机和电视机工作于低交流电压(例如，3相的450V或1相的240V)下。因此，在把电力提供给低功率负载6之前，必须对由交流发电机2产生的电力进行变换。该变换由一对交流变压器8完成，所述变压器例如由英国(LE11 1HN，Leicestershire，Loughborough)的Brush Transformers有限公司提供的标准配电变压器。所述发电机、变压器、和负载通过由符号“X”表示的断路器连接到较高和较低的电压。
经常是这种情况，即，高功率负载4在较高的交流功率电平下产生失真影响。典型的失真影响为交流谐波电压(在本专利说明书中被称作“谐波”)的产生。这些可以是由交流发电机2产生的电力的基波频率的精确或不精确的整数。例如，如果由交流发电机2产生的电力的基波频率是50Hz，则第五谐波的频率为50×5＝250Hz。
将电力从较高的交流电压电平变换为较低的交流电压电平的交流变压器8也可以将任何在较高的交流电压电平下出现的谐波传递给较低的交流电压电平。这表示交流变压器8把由高功率负载4产生的失真影响从较高的交流电压电平有效地变换为较低的交流电压电平。任何从较高的交流电压电平变换为较低的交流电压电平的谐波具有与较高的交流电压电平下的原始谐波相同的频率，但是由于不同电路的阻抗导致相对百分比振幅有较小的下降。
对于这种传统系统，通常通过对系统进行设计来控制在较高的交流电压电平下出现的谐波以满足所定义标准，所述标准规定了在较高的交流电压电平和较低的交流电压电平下的谐波的可接受电平。
图2示出与在诸如沙漠地带之类的远离居民点的地方、在大工业设施、或使用电力推进的船上所使用的那些交流电源系统相似的专用交流电源系统。专用交流电源系统在较高的交流电压电平和两个较低的交流电压电平下有两组明确定义的负载。因为所有的负载都是已知的，所以专用交流电压系统经常被设计为能经受在较高的交流电压电平下的谐波的高电平，因为这样可以提供总体上更经济的系统。
如图1中示出的交流电源系统，交流变压器8用于将电力从较高的交流电压电平变换为第一较低的交流电压电平。因此，该交流变压器8会将较高的交流电压电平下存在的任何谐波传递到第一较低的交流电压电平。因此，在较高的交流电压电平处的高功率负载4和在第一较低的交流电压电平处的低功率负载10必须被设计为耐受提高了的谐波电平。然而，有许多当在交流谐波的提高了的电平下工作时完全不经济的低功率负载。在图2中的专用交流电源系统中，这些低功率负载12连接至第二较低电压电平并通过一对交流电机14供电。该交流电机14使用它们的旋转轴15来传送由交流发电机2提供的电力，而不会把任何谐波从较高的交流电压电平传递到第二较低的交流电压电平。因此，该第二较低的交流电压电平免于受施加到较高的交流电压电平的谐波的影响，但是，不会总是能够提供完全分离的较低的交流电压电平和一对交流电机14，或者这样做在成本上是不合算的。合适的交流电机可以是由英国(CV21 1BD，Rugby)的Alstom Electrical Machines有限公司提供的加上了交流发电机组的功率变换交流同步电机。
由上述内容清楚可见，图1中的地面交流电源系统和图2中的专用交流电源系统有一定的技术缺陷。因此，需要一种可选择的易于实现的交流电源系统，其中可以减少或消除把谐波从一个交流电压电平传递至另一个交流电压电平的情况。
发明内容
因此，本发明提供一种用于将以第一电压电平的输入交流电压变换为第二电压电平的网络输出交流电压的多变压器单元，该输入电压受到至少一个谐波的污染，该单元具有一次侧和二次侧并且至少包括两个移相变压器，每个变压器均用于提供相对于第一电压电平的相移，其中在该单元的一次侧该变压器被布置为独立连接至高电压电平并且在该单元的二次侧该变压器进行这样的连接，即，在该单元的二次侧的电压向量被加在一起以至少部分地消除谐波污染并给出网络输出交流电压。
优选地选择变压器的相移以把输入交流电压的基波频率下的有效电压(significant voltage)加入到网络输出交流电压。
因此，该多变压器单元可以包括用于提供具有相对于输入交流电压的相移的第一交流输出电压的第一相移变压器；和用于提供具有相对于输入交流电压的相移的第二交流输出电压的第二相移变压器，网络输出交流电压是第一交流输出电压和第二交流输出电压的向量和；其中第一交流输出电压的相移和第二交流输出电压的相移被选择来在多变压器单元的网络交流输出电压中完全地或部分地消除施加到输入交流电压的一个或多个谐波。第一交流输出电压的相移和第二交流输出电压的相移可被选择来在多变压器单元的网络交流输出电压中完全地或基本上加入施加到多变压器单元的输入交流电压的基波电压/频率。
可以想象，至少第一和第二相移变压器的相移彼此不相同。可通过使变压器的二次绕组彼此串联连接来获得网络输出交流电压的相移变压器输出的向量和。
传统相移变压器在输入(或初级)交流电压和输出(或次级)交流电压之间的基波频率上提供明确定义的相移。通过将两个相移变压器结合在一起，相对于输入交流电压，本发明可以在多变压器单元的网络输出交流电压的基波频率上产生总体相移。
最重要的设计因素是，选择由相移变压器提供的独立的相移来使多变压器单元的输入交流电压和网络输出交流电压之间的所选择的谐波的传递最小化。另一个重要的设计因素是，选择由相移变压器提供的独立的相移以在多变压器单元的网络输出交流电压中给出基波频率的有效电压。
一种合适的已知类型的可以用于实现本发明的多变压器单元的相移变压器是具有星形的一次绕组和15度相移的三角之字形(deltazigzag)的二次绕组的相移变压器，由英国(B74 4AA，SuttonColdfield)的Trasfor Electric有限公司提供。
三个或更多的相移变压器也可被用于本发明的多变压器单元以使该多变压器单元的输入交流电压和网络交流输出电压之间的较宽范围的谐波的传递最小化，同时继续在该多变压器单元的网络输出交流电压中给出基波频率的有效电压。
本发明的多变压器单元具有多个技术优点-该多变压器单元使用两个或更多标准相移变压器，它们的特性被清楚定义并且可以轻易改变。
-该多变压器单元将会显著地减少所选择的谐波的大小，并且另外将不会在已经考虑到变压系数以后显著增加施加到输入交流电压的任意谐波的大小。
-该多变压器单元去掉了对昂贵的旋转变换或谐波滤波器的要求，并且可以用于具有不同基波频率的不同输入交流电压的范围。此外，该多变压器单元的网络输出交流电压的基波频率与输入交流电压的基波频率相同。
-相比对同样技术问题的其他方案，该多变压器单元是更便宜、更小并且更可靠的。
这里有多个不同的电路，它们由经检验的相移变压器使用以给出输入交流电压和输出交流电压之间的明确定义的相移。在每一情况下，该相移变压器均具有一组一次绕组和一组二次绕组。在某些情况下该相移变压器也可以具有一组三次绕组。可能的相移变压器电路的例子包括“星形/扩展星形”电路、“星形/三角形”电路、和“星形/扩展三角形”电路。这些在下面进行更详细的描述。其他电路利用二重一次绕组或不同的互连模式以给出输入交流电压和输出交流电压之间的明确定义的相移。通常，将会容易认识到的是该单元内的相移变压器可具有任意合适的电路。此外，还将会容易认识到的是不必为了该相移变压器而具有相同的电路类型。
在下面的描述中，任意相移都是在输入交流电压的基波频率下的。如果在谐波频率下描述相移，则这些相移被清楚地定义。
在“星形/扩展星形”电路里，一次绕组以传统的星形结构连接在一起，二次绕组以传统的扩展星形结构与在所述相移变压器的每一铁芯柱上的额外绕组连接在一起。通过改变该额外绕组的匝的大小和数目可获得从0至超过30度的相移。因此，可使得使用“星形/扩展星形”电路的第一相移变压器提供第一相移，并且使得使用具有匝数不同的额外绕组的“星形/扩展星形”电路的第二相移变压器提供第二相移。
在“星形/三角形”电路中，一次绕组以传统的星形结构连接在一起，并且二次绕组以传统的三角形结构连接在一起。可选择的，一次绕组可以以传统的三角形结构连接在一起，并且二次绕组可以以传统的星形结构连接在一起。相似的是，在“星形/扩展三角形”电路中，一次绕组以传统的星形结构连接在一起，并且二次绕组以传统的扩展三角形结构与该相移变压器的每一铁芯柱上的额外绕组连接。通过改变二次绕组的匝的大小和数目可获得从0至超过30度的相移。因此，可使得使用“星形/扩展三角形”电路的第一相移变压器提供第一相移，并且使得使用具有匝数不同的额外绕组的“星形/扩展三角形”电路的第二相移变压器提供第二相移。
在本发明的多变压器单元的优选实施例中，第一和第二相移变压器的一次绕组以传统的扩展三角形结构连接在一起，并且每相的二次绕组以传统的星形结构串联连接在一起，以给出作为第一和第二相移变压器的输出交流电压的向量和的网络输出交流电压，相对于输入交流电压，每个扩展绕组的匝数被选择以在网络输出交流电压中产生所选择的总体相移。
该相移变压器可以被构成为分离的单元或在单独的单元中结合在一起以使它们共享共同磁(钢)芯。
如果第一和第二相移变压器的输入交流电压和输出交流电压被看作向量，则来自第一相移变压器的输出交流电压和输入交流电压之间的角度可被表示为第一相移角度，以及来自第二相移变压器的输出交流电压和输入交流电压之间的角度可被表示为第二相移角度。如果第一和第二相移角度不同，则它们之间的角度可被表示为相差角度。
可以通过选择等于180度/N的相差角度由该多变压器单元几乎完全的消除所选择的谐波。因此，该相差角度应该取这样的任意值，即，其被选择以产生用于任意给定交流电源系统的从输入交流电压至网络输出交流电压的最小化的谐波传递。
注意这些是重要的，即，通过修正对变压器绕组的匝数的选择以及考虑基波频率下的相差角度的影响，该多变压器单元将继续给出输入交流电压的基波频率下所需要的网络输出交流电压。
通过改变该相移变压器的设计和/或结构，该输入交流电压可以是任意值，并且可以比该多变压器单元的网络输出交流电压更高或更低。
本发明的多变压器单元可以代替传统的变压器或者交流电机使用，例如，作为地面或专用交流电源系统的一部分。施加到较高的交流电压电平的任意选择的单个谐波或多个谐波可以由该多变压器单元部分地或完全地消除，从而可使得在较低的交流电压电平的高功率负载的失真影响最小化。
本发明还提供一种通过多变压器单元将第一电压电平的输入交流电压变换为以第二电压电平的网络输出交流电压的方法，该输入交流电压受到至少一个谐波的污染，该单元具有一次侧和二次侧并且至少包括两个相移变压器，该方法包括以下步骤为每个相移变压器预选择相对于第一电压电平的相移；操作每个相移变压器以在其二次侧提供预选择的相移；以及加上来自在该单元的二次侧的每个相移变压器的电压向量，以至少部分地消除谐波污染并给出网络输出交流电压。
预选择相移变压器的相移的步骤可以包括选择相移以把输入交流电压的基波频率下的有效电压加到网络输出交流电压的步骤。
根据上述方法，通过以下步骤来完全地或部分地消除输入交流电压中的一个或多个的谐波，所述步骤为将输入交流电压提供给具有第一相移变压器和第二相移变压器的多变压器单元，所述第一相移变压器用于提供具有相对于输入交流电压的相移的第一交流输出电压，所述第二相移变压器用于提供具有相对于输入交流电压的相移的第二交流输出电压；对第一输出交流电压和第二输出交流电压求向量和，以确定基波频率和谐波频率下多变压器单元的网络输出交流电压；选择第一交流输出电压的相移和第二交流输出电压的相移，以在该多变压器单元的网络交流输出电压中完全地或部分地消除输入交流电压中的一个或多个谐波。选择第一和第二交流输出电压的相移的步骤可以包括这样的步骤选择相移以完全地或基本上把施加到该多变压器单元的输入交流电压的基波电压/频率加入该多变压器单元的网络交流输出电压。
选择第一交流输出电压的相移和第二交流输出电压的相移以在该多变压器单元的网络交流输出电压中完全地或部分地消除该输入交流电压中的一个或多个谐波的步骤可以包括以下步骤根据公式来确定相差角度，所述公式为相差角度＝180度/N，其中N是输入交流电压的基波频率的给定谐波；以及选择第一交流输出电压的相移和第二交流输出电压的相移，使得它们之间的角度基本上等于相差角度。
结合附图描述本发明的实施例，其中图1是示出由交流变压器单独进行功率变换的已知的地面交流电源系统的示意图；图2是示出使用交流变压器和交流电机进行功率变换的已知的专用交流电源系统的示意图；图3是示出具有本身已知的“星形/扩展星形”电路的第一和第二相移变压器的示意图；
图4是示出具有本身已知的“星形/扩展三角形”电路的第一和第二变压器的示意图；图5是示出根据本发明使用的具有“扩展三角形/星形”电路的第一和第二相移变压器的示意图；图6A和6B是示出如本发明中使用的来自第一和第二相移变压器的输出交流电压和输入交流电压怎样表示成向量的示意图；图7是示出在其中根据本发明用谐波抑制变压器代替交流电机的专用交流电源系统的示意图；以及图8是更详细地示出根据本发明的抗谐波变压器的设计的示意图。
具体实施例方式
首先结合图3至图6描述可以应用于本发明的谐波抑制多变压器单元的相移变压器的类型。
图3和图4示意性地示出可以在本发明中使用的已知类型的相移变压器。
在图3中，第一相移变压器30A使用“星形/扩展星形”电路提供第一相移，第二相移变压器30B使用具有匝数不同的额外绕组的“星形/扩展星形”电路提供第二相移。变压器30A具有3相结构，其中三个一次绕组W1P以传统的星形结构连接在一起。三个二次绕组中的每个都包括主要绕组W1SM和扩展绕组W1SE，此外二次绕组以传统的扩展星形结构连接在一起。第二相移变压器30B也是3相结构，三个一次绕组W2P以传统的星形结构连接在一起，三个二次绕组W2SM和W2SE以传统的扩展星形结构连接在一起。在每一种情况下，一次绕组W1P和W2P均连接至共同3相输入交流电压线。布置第二相移变压器的扩展绕组W2SE比第一相移变压器的扩展绕组W1SE有更多匝。因此，来自第一相移变压器的输出交流电压具有相对于共同输入交流电压的第一相移，并且来自第二相移变压器的输出交流电压具有相对于共同输入交流电压的第二相移。
图4示意性地示出3相结构的第一相移变压器40A，其中三个一次绕组W1P以传统的星形结构连接在一起。三个二次绕组中的每一个均包括以传统的扩展三角形结构连接在一起的主要绕组W1SM和扩展绕组W1SE。3相结构的第二相移变压器40B具有以传统的星形结构连接在一起的三个一次绕组W2P以及以传统的扩展三角形结构连接在一起的三个二次绕组W2SM和W2SE。在每一情况下，一次绕组W1P和W2P均连接至共同3相输入交流电压。第二相移变压器的扩展绕组W2SE比第一相移变压器的扩展绕组W1SE有更多匝。因此，来自第一相移变压器的输出交流电压具有相对于共同输入交流电压的第一相移，并且来自第二相移变压器的输出交流电压具有相对于共同输入交流电压的第二相移。
图5示意性地示出本发明的一个实施例，其中第一相移变压器50A是3相结构，三个一次绕组的每一个均以传统的扩展三角形结构与主要绕组W1PM和扩展绕组W1PE连接。第二相移变压器50B是相似的结构，三个一次绕组的每一个均包括主要绕组W2PM和扩展绕组W2PE。变压器50A和50B两者的一次绕组都连接至共同3相输入交流电压线。然而，根据本发明，第一和第二相移变压器50A，50B的二次绕组W1S和W2S以传统的星形结构各自串联连接在一起，以给出作为第一和第二相移变压器的输出交流电压的向量和的网络输出交流电压。第二相移变压器50B的扩展一次绕组W2PE比第一相移变压器50A的扩展一次绕组W1PE有更多匝。因此，第一相移变压器50A的二次绕组W1S的输出交流电压具有相对于共同交流输入电压的第一相移，并且来自第二相移变压器50B的二次绕组W2S的输出交流电压具有相对于共同输入交流电压的第二相移。扩展绕组W1PE和W2PE的每一个的匝数可被选择，以相对于输入交流电压在网络输出交流电压中产生所选择的总体相移。
注意在图5中，以“直线”串联连接方式示意性地示出第一和第二相移变压器50A，50B的第三相二次绕组W1S，W2S，虽然事实上它们应该是以具有另外两个相位的星形结构形成。
下面参照图6A和6B说明完全地或部分地消除多变压器单元的网络交流输出电压中的一个或多个的谐波，以及在网络输出电压中充分加上基波电压/频率。
图6A示意性地示出了作为基波频率下的电压向量的第一和第二相移变压器的输入和输出交流电压，其中VRI是共同输入交流电压的电压向量，VRO1是来自第一相移变压器的输出交流电压的电压向量，以及VRO2是来自第二相移变压器的输出交流电压的电压向量。因此，PSA1是VRO1和VRI之间的相移角度，PSA2是VRO2和VRI之间的相移角度，并且DA是VRO1和VRO2之间的相差角度。
作为典型例子，图6A示出PSA1等于7度以及PSA2等于37度。这给出30度的相差角度DA。电压向量VRO1可以由如1A和1Q所示的彼此相差90度的两个分向量表示。同样，电压向量VRO2可以由两个分向量2A和2Q表示。两个小的电压向量1Q和2Q彼此抵消。然而，两个大的电压向量1A和2A相加给出网络输出电压向量VRON的有效值。
如果输入交流电压具有基波频率F，则N倍于基波频率的给定谐波的频率是F×N。此外，对于基波相移角度Z，给定谐波的频率下的相移角度是N×Z。也就是说，如果基波频率是50Hz(普通网络或电网频率)并且基波相移角度是30度，则第五谐波的频率是50Hz×5＝250Hz，并且在该频率下的相移角度是5×30＝180度。使用该原理，可以通过选择等于180度/N的相差角度来由多变压器单元基本完全消除所选择的谐波。因此，例如上述给定相差角度可以被选择为180度/5＝36度。相似的，对于第七谐波，相差角度应该被选择为180度/7＝25.7度。如果第五和第七谐波的混合被施加到输入交流电压，则相差角度可被选择为大概30度的值以使得两个谐波都被部分地消除。
参照图6B，VRI还是共同输入交流电压向量。在第五谐波中，用于来自第一相移变压器的输出交流电压的电压向量VRO1的相移PSA1被示出为VRO1-5并且等于5×7＝35度。相似的，用于来自第二相移变压器的输出交流电压的电压向量VRO2的相移PSA2被示出为VRO2-5并且等于5×37＝185度。因此第五谐波的相差角度DA为150度。示出了VRO1-5和VRO2-5的向量分量，并且向量1A和2A实质上抵消。向量1Q和2Q相加以给出网络输出电压向量VRON-5，其相对于VRO1-5或VRO2-5中的任一个都是小电压。如果已经把基波频率的相差角度设置为36度，则第五谐波的相差角度就已经是5×36度＝180度，并且VRO1-5和VRO2-5可以完全消除。
图7示出与图2所示的电源系统相似的专用交流电源系统，并且对相同的部件给予相同的标号。仅有的不同是交流电机14已经根据本发明由谐波抑制变压器单元20代替。
多个交流发电机2以较高的交流电压电平，即11KV(3相)，产生电力。该电力被直接提供给一连串的高功率负载4，诸如钢厂使用的高功率可控硅变流器进给电机。交流变压器8用于将电力从较高的交流电压变换为240V(3相)的第一较低的交流电压电平，其中所述第一较低的交流电压电平被提供给一组不灵敏的低功率负载10，诸如驱动压缩机的交流电动机。谐波抑制变压器单元20用于将电力从较高的交流电压电平变换为240V(3相)的第二较低的交流电压电平，其中所述第二较低的交流电压电平被提供给一组灵敏的低功率负载12，诸如计算机和电视机。
参照图8，谐波抑制变压器单元20包括第一相移变压器22和第二相移变压器24。相移变压器22和24两者都使用具有钢磁芯(未示出)的传统3相结构。第一和第二相移变压器22和24的一次绕组以如上所述的扩展三角形结构布置。
第一相移变压器22的一次绕组连接至较高的交流电压电平HV，并且包括主要绕组W1PM和扩展绕组W1PE。相似的，第二相移变压器24的一次绕组连接至较高的交流电压电平HV，并且包括主要绕组W2PM和扩展绕组W2PE。第一和第二相移变压器22和24的二次绕组W1S和W2S以如上关于图5所述的传统的星形结构串联连接在一起，虽然为了绘图方便示意性地示出它们以“直线”串联方式相连。
相对于较高的交流电压电平HV，第一相移变压器22的二次绕组W1S的输出交流电压具有明确定义的相移。相似的，相对于较高的交流电压电平HV，第二相移变压器24的二次绕组W2S的输出交流电压具有明确定义的相移。谐波抑制变压器单元20的网络输出交流电压LV是在第一和第二相移变压器22和24的二次绕组W1S和W2S的输出交流电压的向量和。通过改变第一和第二相移变压器22和24的扩展绕组W1PE和W2PE的匝数的比率，相对于较高的交流电压电平HV，可以在谐波抑制变压器单元20的网络输出交流电压LV中产生总体的预定义相移。第一和第二相移变压器22和24的预定义相移可以设置为特定值，从而在较高的交流电压电平下出现的任意谐波都可以完全地或部分地消除。
例如，当二次绕组W1S和W2S的输出交流电压被看作向量时，可以选择如图6A和6B中所示的一组角度。可以选择不同组的角度以使得所定义的一组谐波最小化。因此，谐波抑制变压器单元20可以用于避免在较高的交流电压电平下出现的任意谐波被传递至较低的交流电压电平，或至少减少所述谐波。
权利要求
1.一种多变压器单元(20)，其用于将第一电压电平(HV)的输入交流电压变换为第二电压电平(LV)的网络输出交流电压，所述输入电压受到至少一个谐波的污染，所述单元具有一次侧和二次侧并且包括至少两个相移变压器(22，24)，每个变压器均用于提供相对于第一电压电平(HV)的相移，其中，在该单元的一次侧，变压器(22，24)被布置以独立连接至第一电压电平，并且在该单元的二次侧，变压器被链接使得该单元的二次侧的电压向量加在一起从而至少部分地消除谐波污染并且给出网络输出交流电压。
2.如权利要求1所述的多变压器单元，其中，选择该变压器的相移以把输入交流电压的基波频率下的有效电压加入到该网络输出交流电压中。
3.如权利要求1或2所述的多变压器单元，其中，至少第一和第二相移变压器的相移是不同的。
4.如上述任一权利要求所述的多变压器单元，其中，至少第一和第二相移变压器具有一次绕组和二次绕组，并且至少第一和第二相移变压器的二次绕组串联连接在一起以给出网络输出交流电压。
5.如权利要求4所述的多变压器单元，其中，至少一个相移变压器的一次绕组和二次绕组中的至少之一包括一组主要绕组和一组扩展绕组。
6.如权利要求5所述的多变压器单元，其中第一相移变压器的一组扩展绕组和第二相移变压器的一组扩展绕组具有不同数目的匝，从而对该单元的网络输出交流电压的施加的相移是不同的。
7.如权利要求4至6中任一所述的多变压器单元，其中所述相移变压器的一次绕组和二次绕组的连接从以如下方式组成的组中选择一次绕组以星形结构连接在一起，并且二次绕组以扩展星形结构连接在一起；一次绕组以扩展星形结构连接在一起，并且二次绕组以星形结构连接在一起；一次绕组以扩展星形结构连接在一起，并且二次绕组以扩展星形结构连接在一起；一次绕组以三角形结构连接在一起，并且二次绕组以星形结构连接在一起；一次绕组以三角形结构连接在一起，并且二次绕组以扩展星形结构连接在一起；一次绕组以扩展三角形结构连接在一起，并且二次绕组以星形结构连接在一起；以及一次绕组以扩展三角形结构连接在一起，并且二次绕组以扩展星形结构连接在一起。
8.如权利要求4至7中任一所述的多变压器单元，其中至少一个相移变压器还包括一组三次绕组。
9.如上述任一权利要求所述的多变压器单元，包括两个相移变压器。
10.如上述任一权利要求所述的多变压器单元，其中，相移变压器具有共同磁芯。
11.如上述任一权利要求所述的多变压器单元，被布置以给出比输入交流电压低的网络输出交流电压值。
12.如权利要求1至11中之一所述的多变压器单元，被布置以给出其值至少等于输入交流电压的网络输出交流电压。
13.一种通过多变压器单元(20)将第一电压电平(HV)的输入交流电压变换为第二电压电平(LV)的网络输出交流电压的方法，所述输入电压受到至少一个谐波的污染，所述单元具有一次侧和二次侧并且包括至少两个相移变压器(22，24)，该方法包括以下步骤为每个相移变压器预选相对于第一电压电平的相移；操作每个相移变压器以在其二次侧提供预选相移；以及将在所述单元的二次侧的来自每个相移变压器的电压向量相加，以至少部分地消除谐波污染并给出网络输出交流电压。
14.如权利要求13所述的方法，其中预选相移变压器的相移的步骤包括选择相移以把输入交流电压的基波频率下的有效电压加入到网络输出交流电压中的步骤。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中预选相移变压器的相移的步骤包括以下步骤根据公式确定相差角度，所述公式为相差角度＝180度/N，其中N是输入交流电压的基波频率的给定谐波；以及选择第一和第二相移变压器的相移，使得它们之间的角度基本上等于相差角度。
全文摘要
本发明提供一种将第一电压电平HV的输入交流电压变换为以第二电压电平LV的网络输出交流电压的多变压器单元(20)。该多变压器单元(20)可以代替传统变压器或交流电机来被使用，并被设计为抑制输入和输出交流电压之间的谐波的传递。该单元包括至少两个相移变压器(22，24)，每个变压器均用于提供相对于第一电压电平HV的相移。在该单元的一次侧，变压器(22，24)被布置以独立连接至第一电压电平，而在该单元的二次侧，变压器被链接从而该单元的二次侧的电压向量被加在一起以至少部分地消除谐波污染并给出网络输出交流电压。此外，可选择相移变压器的相移，从而把施加到其输入交流电压的基波电压/频率完全地或者基本上加到多变压器单元(20)的网络交流输出电压。
文档编号H02J3/18GK101036276SQ200580028737
公开日2007年9月12日 申请日期2005年8月25日 优先权日2004年8月26日
发明者艾里克·安东尼·刘易斯 申请人:康弗蒂姆有限公司