·460 工程科学学报，第39卷，第3期 含量低的优势基础上实现了输出电压的2倍降压，但 图8为变压器输入电流仿真和实验波形图，从变 由于增加了延长绕组，自耦变压器的等效容量比有所 压器输入电流实验波形图可以看出输入电流为18阶 增加. 梯波，输入电流总谐波含量仅为9.37%，输入电流有 效值为5.64A.图9为降压式自耦变压器A相输出端 VV和V电压仿真和实验波形图.实验中自耦变 压器输出主线电压V有效值99.2V,幅值是变压器输 入线电压有效值199.6V的一半，实现了对变压器输 入电压的2倍降压，变压器输出辅线电压V和V的 传统P型自耦变压器 降压式自耦变压器 有效值为76.1V,是电压V0.767倍，通过电压矢量叠 加可以形成3组相位相差37°的三相交流电，平滑输 图7实验样机图 Fig.7 Diagram of experimental prototype 出，实验结果与理论分析一致. 表2传统与降压式自耦变压器性能指标 Table 2 Performance index of the traditional transformer and step-down transformer 输入电流总 输出电压/V 自耦变压器 等效容量比 谐波含量/% V Vre Vce 传统P型 10.30 199.6 152.8 152.8 0.275 降压式（降压比为2） 9.37 99.2 76.1 76.1 0.649 20 20 10 MNWW 10 -15 20g 20 2 22 232425262728 -2002122282425262728 时间/ 时间/ms 图8输入电流波形图.(a)仿真：(b)实验 Fig.8 Diagram of the phase input current:(a) simulation:(b)experimen 200 150 100 100 50 -100 -100 -150 20 18 192021222324252627 2098192021222324252627 时间ms 时间ms 图9变压器输出端电压VV和V波形.(a)仿真：(b)实验 Fig.9 Output voltage of V,V and V of the autotransformer:(a)simulation:(b)experiment (2)通过理论推导不同降压比及延长绕组连接抽 4结论 头不同位置情况下的变压器设计公式，分析延长绕组 (1)通过在原有P型18脉冲自耦变压器的基础 连接抽头的位置变化对变压器等效容量的影响，通过 上增加延长绕组的方式实现对变压器输出电压的降压 图表法得到当连接抽头比例系数为零即连接抽头位于 调节，相较改变绕组连接方式的调压方法，电压调节幅 移相副边绕组中间时变压器的等效容量最小，且变压 度大，结构简单 器每相所需绕组最少，变压器结构最优.同时以降压工程科学学报，第 39 卷，第 3 期 含量低的优势基础上实现了输出电压的 2 倍降压，但 由于增加了延长绕组，自耦变压器的等效容量比有所 增加． 图 7 实验样机图 Fig． 7 Diagram of experimental prototype 图 8 为变压器输入电流仿真和实验波形图，从变 压器输入电流实验波形图可以看出输入电流为 18 阶 梯波，输入电流总谐波含量仅为 9. 37% ，输入电流有 效值为 5. 64 A． 图 9 为降压式自耦变压器 A 相输出端 Vac、Va'c'和 Va″c″电压仿真和实验波形图． 实验中自耦变 压器输出主线电压 Vac有效值 99. 2 V，幅值是变压器输 入线电压有效值 199. 6 V 的一半，实现了对变压器输 入电压的 2 倍降压，变压器输出辅线电压 Va'c'和 Va″c″的 有效值为 76. 1 V，是电压 Vac0. 767 倍，通过电压矢量叠 加可以形成 3 组相位相差 37°的三相交流电，平滑输 出，实验结果与理论分析一致． 表 2 传统与降压式自耦变压器性能指标 Table 2 Performance index of the traditional transformer and step-down transformer 自耦变压器 输入电流总 谐波含量/% 输出电压/V Vac Va'c' Va″c″ 等效容量比 传统 P 型 10. 30 199. 6 152. 8 152. 8 0. 275 降压式( 降压比为 2) 9. 37 99. 2 76. 1 76. 1 0. 649 图 8 输入电流波形图 . ( a) 仿真; ( b) 实验 Fig． 8 Diagram of the phase input current: ( a) simulation; ( b) experiment 图 9 变压器输出端电压 Vac、Va'c'和 Va″c″波形 . ( a) 仿真; ( b) 实验 Fig． 9 Output voltage of Vac，Va'c' and Va″c″ of the autotransformer: ( a) simulation; ( b) experiment 4 结论 ( 1) 通过在原有 P 型 18 脉冲自耦变压器的基础 上增加延长绕组的方式实现对变压器输出电压的降压 调节，相较改变绕组连接方式的调压方法，电压调节幅 度大，结构简单． ( 2) 通过理论推导不同降压比及延长绕组连接抽 头不同位置情况下的变压器设计公式，分析延长绕组 连接抽头的位置变化对变压器等效容量的影响，通过 图表法得到当连接抽头比例系数为零即连接抽头位于 移相副边绕组中间时变压器的等效容量最小，且变压 器每相所需绕组最少，变压器结构最优． 同时以降压 · 064 ·