由于matlab的官方help中,对zigzag的接线没有原理性的解析。很多仿真文章和论文,只是使用,并没有介绍为何这样用。
因此,本文就对zigzag phase shifting transfromer做一个简单的介绍。更为精确的原理,还需要自己去画和推导。
移相变压器的优点在于,二次侧反馈到一次侧(网侧)的电压,抵消了很多谐波,保证了网侧的电压的高功率因素。
在simulink的powersystem模块中,有2个变压器可以用来进行移相。
如下图所示:
第一个是: Three-PhaseTransformer三相变压器,通过改变a3\b3\c3的接法。可以提前30°、滞后30°。
参数,如下图所示。
缺点是: 移相角度固定为+30°或者-30°。
第二个:Zigzag Phase-Shifting Transformer 可以简单称为延边三角变压器。 可以移相少于120°的任意角度,不能为0.
(当然实际应用中需要保证同相之间的移相角度不超过60°)
其中内部结构为:
内部接线,取决于参数设置。如下图示:
举例来时,如果需要二次侧的线电压相位超过一次侧30度,那么在直接在参数parameter中设置(如上图所示):
对应的,变压器模型,会自动按照下面的方式进行了配置:
如果设置为-30度呢?
说明:在仅使用一个zizag变压器模块是, A-、 B- 、C-三端需要相连(可以接地也可以不接地)。
下面给出向量图:
下面,给出2个仿真例子,用于对上面2个模块的练习。
1. 上半部分为zigzag移相变压器的使用。
请注意,这里使用了2个zigzag, 他们是分压的。三相输出电压源的线电压为400V;
那么,每个zigzag的一次侧输入(A+、B+、C+)输入线电压都是200V。
第一个zigzag移相为30°,第二个为60°。
2. 图的下半部分为通用的三相变压器。
只是将a3\b3\c3改为了三角形接法,也是超前30度。
3. 仿真结果如下图所示.
这里为了能使示波器能编辑(即调节横坐标等),方便我们显示所需要的波形。
需要在matlab的命令窗口输入以下命令:
set(0,'ShowHiddenHandles','on');
set(gcf,'menubar','figure');
如下图所示: 1个输入线电压的周期内,输出电压有12脉波。
证明,我们的移相是成功的。
同时,将示波器的数据保存到powergui中分析。
通过对THD分析,可以发现谐波含量主要是:11次、13次。
11次一下的谐波全部的奇次谐波由于移相的原因相互抵消了。
(高压大功率变压器,例如6kV。通常用5级,那么就是30个脉冲。谐波主要是29、31次,THD将会更低)