為什麼Y yn變壓器中的一次側空載電流中無三次諧波分量,會使主磁通中包含了三次諧波分量?

關於這段話「Y yn變壓器中的三次諧波此種聯結法變壓器一次側是星形而無中線,三次諧波電流不能流通,於是空載電流中無三次諧波分量,使主磁通中包含了三次諧波分量,引起磁通波形畸變。」中,一次側無三次諧波使主磁通中包含三次諧波,如何理解?


首先,變壓器的一次側三相電壓的基波相位差是120°,而三次諧波是在一個基波周期內出現三個周期,所以各相的三次諧波實際上是同相位的,在沒有中性線的情況下同相位的三次諧波是流通不了的;然後,根據剛才這一點,我們知道了空載電流(勵磁電流)是正弦的,由於磁路的非線性,當電流較大時磁通會出現飽和現象(參考鐵磁材料的BH曲線),從而被削減成為一個平頂的形狀,而這個平頂波你對它進行傅里葉分解會發現它主要是由一個基波和三次諧波疊加而來(見下圖),由此可得出結論空載電流中無三次諧波分量,使主磁通中包含了三次諧波分量,引起磁通波形畸變。


我們順著邏輯理一下。首先令變壓器空載,則不計Z1的影響,原邊電動勢等於電網電壓,為正弦波形,由於磁路飽和,i0為一尖頂波。再次忽略Z1,由磁勢平衡,則原邊電流可以分為I0與負載分量IL。所以I0仍為尖頂波。這是由磁路和電網波形決定的。同時注意到,這個尖頂波的得出需要磁通電流曲線,這是默認磁路為鐵芯的。所以,由於三相中三次諧波同相位,相當於一連續正弦電流,它無法導通,則說明磁路不為鐵芯,而將走變壓器油與鐵軛,磁導率大減,因而被削弱。則認為I0為正弦波,其在鐵芯產生平頂磁通,求導得尖頂電勢,含三次諧波分量。也就是說,本來空載得正弦電勢得尖頂勵磁電流,現在勵磁電流由於磁路問題變為正弦,嗯,電勢肯定不是正弦啦。


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