对称升压和降压自耦变压器德尔塔拓扑结构

摘要

本发明涉及对称升压和降压自耦变压器德尔塔拓扑结构。本发明公开了多相自耦变压器(10)。该示例性变压器包括初级绕组(PWA、PWB、PWC)和次级绕组(SWA1-SWA4、SWB1-SWB4、SWC1-SWC4)。初级绕组以德尔塔结构连接并且被连接到三相输入电压源。每个次级绕组被电连接到初级绕组但是被磁耦合到不同的初级绕组。三组次级绕组提供三个三相输出(350A、350B、350C)，每个三相输出具有小于三相输入电压的电压，每组的三相输出相对于其它组被相移。这三组也共同提供多相输出(325)。另一组次级绕组与输入电压结合提供另一多相相位输出(360)，其具有与三相输入电压大致相同的电压。

说明书

背景技术

在许多应用中，特别是在船上和飞机应用中，高电直流(DC)电 源用于给电动机控制器供电。通常，在船舶或飞机中生成230VAC (RMS电压)的三相交流(AC)电压。所生成的AC电压被施加到自 耦变压器整流器单元(ATRU)并且被整流以产生±270VDC的电压。 来自ATRU的整流DC电压接着用于给电动机控制器供电。然而，其 他船上和飞机应用可能要求不同的DC输出电压。例如，在现代飞机 中，不同区域中的电动机控制器要求多个不同的电压等级。较高的电 压可在受控压力区域使用，以便减小馈电电缆的大小；而较低的电压 优选使用在非受控的压力区域，以便降低电晕的风险，特别是在更高 的高度下。此外，还有其他应用要求AC电压。

在一些电力系统配置中，使用单独的电源和变压器向这些不同应 用中的每个提供电力增加了整个系统的尺寸、成本、重量以及冷却需 求，这在飞机应用中尤其是不期望的。一些电源和变压器的放置限制 冷却为空气冷却。另外，简单地把所有的各种电源和变压器放置在单 一区域或隔室不会明显地减小整个系统的尺寸、成本、重量或冷却要 求。

发明内容

本概述提供了对多相变压器和使用该多相变压器的电源的综合描 述，如在以下详细描述中进一步所描述的。本概述并不旨在并且不可 以被用于限制所要求保护的主题的范围。

多相变压器具有初级绕组和多组次级绕组。初级绕组被布置成德 尔塔即△(delta)结点构以接收三相输入电压，每个初级绕组具有中 间抽头和围绕该中心抽头对称设置的多个抽头。

在一个实施例中，第一组次级绕组对优选地具有三对。一对次级 绕组被电连接到对称地位于初级绕组的中心抽头的相对侧的抽头。对 中的每个绕组也被磁耦合到不同于其被电连接到的初级绕组的预定初 级绕组。对中的每个次级绕组具有连接到初级绕组上的抽头的第一端 和用来提供输出的第二端。

在一个实施例中，第二组次级绕组对也优选地具有三对。一对次 级绕组被电连接到对称地位于初级绕组的中心抽头的相对侧的抽头。 对中的每个绕组也被磁耦合到不同于其被电连接到的初级绕组的预定 初级绕组。对的每个次级绕组具有连接到初级绕组上的抽头的第一端 和用来提供输出的第二端。该第二组的次级绕组相较于第一组的次级 绕组对被连接到不同的抽头。

在一个实施例中，中心抽头共同提供第一三相输出，第一组的每 对次级绕组的第一绕组的第二端共同提供第二三相输出，并且第一多 个次级绕组的每对第二绕组的第二端共同提供第三三相输出。

在一个实施例中，中心抽头和第一组次级绕组对的第二端共同提 供第一多相输出。

在一个实施例中，第二组次级绕组对的第二端与AC输入电压一 起提供第二多相输出。

在一个实施例中，第一、第二和第三三相输出电压和第一多相输 出电压中的每个是输入电压的约二分之一，并且第二多相输出电压与 输入电压大约相同。

还公开了一种电源，诸如用于但不一定必须用于使用多相变压器 的船舶或飞机。在一个实施例中，第一多相输出被提供给第一18脉冲 整流器，以提供第一DC输出电压，并且第二多相输出被提供给另一 18脉冲整流器，以提供第二DC输出电压，第二DC输出电压优选高 于第一DC输出电压。因此，该单个电源可以代替以前使用的各种电 源和变压器，减小整体尺寸，降低整体成本，减小整体重量，并允许 系统的液体冷却。

本文中用于识别具有类似名称的部件或项目的“第一”、“第二” 和“第三”并不一定表示顺序、优先性或重要性。

附图说明

图1是用于示例性多相自耦变压器的绕组图。

图2A是用于图1的示例性多相自耦变压器的示例性相量图。

图2B是具有在其上表示的线长度的图2A的示例性相量图。

图3示出用于与图1的示例性自耦变压器一起使用的示例性电源 系统。

图4是使用液体冷却的示例性电源系统的图示。

本公开示出的每幅图显示了所呈现的实施例的方面的变体，并且 将仅对差别详细讨论。

具体实施方式

在以下的详细描述中，将参考附图，其中附图形成本文的一部分 并且通过说明、具体实施例或示例来示出。在若干图示中，相同的标 记代表同一元件。本文中所描述的实施例是说明性的，用于教导本领 域的普通技术人员的目的，并且这些实施例不旨在限制本公开的范围。 另外，本文中所讨论的各种特性、功能和优点可以在不同的实施例中 独立实现或者可以与其他实施例组合。

本文中使用的参考标号中的一些如下所示：

PWA、PWB、PWC：初级绕组A、B和C；

A、B、C：初级绕组的结点，初级绕组的端点；

CTA、CTB、CTC：初级绕组PWA-PWC的中心抽头或接触点；

TA1-TA4：初级绕组PWA的抽头或接触点；

TB1-TB4：初级绕组PWB的抽头或接触点；

TC1-TC4：初级绕组PWC的抽头或接触点；

SWA1-SWA4、SWB1-SWB4、SWC1-SWC4：次级绕组；

SA1-SA4：次级绕组SWA1至SWA4的外端或接触；

SB1-SB4：次级绕组SWB1至SWB4的外端或接触；以及

SC1-SC4：次级绕组SWC1至SWC4的外端或接触。

图1是示例性多相变压器10绕组图。变压器10具有以德尔塔即 △(delta)结构被端至端连接的三个初级绕组PWA、PWB、PWC：初 级绕组PWA的一端在结点B处被连接到初级绕组PWB的一端，初级 绕组PWB的另一端在结点C处被连接到初级绕组PWC的一端，并且 初级绕组PWC的另一端在结点A处被连接到初级绕组PWA的另一端。 初级绕组PWA、PWB、PWC可以是串联连接的若干绕组或具有若干 抽头点(tappoint)的单个绕组。例如，初级绕组A可以被视为包括具 有多个抽头点TA1、TA2、TA3、TA4、CTA的单个绕组，或初级绕组 A可以被视为包括在结点TA1、TA2、TA3、TA4、CTA处串联连接的 绕组PWA1、PWA2、...PWA6。

抽头点TA1和TA2相对于中心抽头点CTA对称并且在其相对侧。 同样地，抽头点TA3和TA4相对于中心抽头点CTA对称并且在其相 对侧。抽头点TA1和TA3在中心抽头CTA的一侧，而抽头点TA2和 TA4在相对于抽头CTA的另一侧。在一个实施例中，抽头TA1、TB1、 TC、TA2、TB2或TC2位于中心抽头与其相应的初级绕组的端之间的 距离的三分一点处。

4个次级绕组SWA1、SWA2、SWA3以及SWA4分别被连接到抽 头点TA1、TA2、TA3、TA4，并且分别具有输出或结点SA1、SA2、 SA3以及SA4。

次级绕组SWB1、SWB2、SWB3、SWB4、SWC1、SWC2、SWC3 以及SWC4分别被连接到抽头点TB1、TB2、TB3、TB4、TC1、TC2、 TC3以及TC4，并且分别具有输出或结点SB1、SB2、SB3、SB4、SC1、 SC2、SC3以及SC4。

初级绕组PWA1、PWA6、PWB1、PWB6、PWC1以及PWC6各 具有N3相对匝数；初级绕组PWA2、PWA5、PWB2、PWB5、PWC2 以及PWC5各具有N2相对匝数；并且初级绕组PWA3、PWA4、PWB3、 PWB4、PWC3以及PWC4各具有N1相对匝数。次级绕组SWA1、SWA2、 SWB1、SWB2、SWC1以及SWC2各具有N5相对匝数；并且次级绕 组SWA3、SWA4、SWB3、SWB4、SWC3以及SWC4各具有N4相对 匝数。“相对匝数”是指相对于另一绕组诸如初级绕组PWA1的匝数。 优选地，匝数是整数。例如，如果N3(对于绕组PWA1)被定义为一 (1)相对匝数，则在一个实施例中，N1将是INT(N3*20.04/20.55)， N2将是INT(N3*25.90/20.55)，N4将是INT(N3*38.26/20.55)，并且 N5将是INT(N3*8.38/20.55)，其中，INT(x)表示取整函数(integer function)。如下所述，Nx的这些值从图2B中推导。在一个实施例中， N3实际上是20匝，因此N1实际上将是20匝，N2将是25匝，N4将 是37匝，并且N5将是8匝。根据一些因素可以使用不同的匝数和比 率，这些因素诸如但不限于：输入电压的频率、不同连接的子系统中 的每个的电力需求、期望的输出电压、变压器10的最小无负载阻抗、 芯材、芯横截面面积、材料饱和、损耗等。

现在考虑由变压器10提供的各种输出的布置和效果。三个初级绕 组PWA，PWB和PWC被优选构造为在使用的制造技术、所用的材料、 成本考虑以及时间考虑允许时接近相同。同样地，二次绕组SWA1、 SWA2、SWB1、SWB2、SWC1以及SWC2被优选构造在使用的制造 技术、所用的材料、成本考虑以及时间考虑允许时接近相同。此外， 次级绕组SWA3、SWA4、SWB3、SWB4、SWC3以及SWC4被优选 构造为在使用的制造技术、所用的材料、成本考虑以及时间考虑允许 时接近相同。

在中心抽头处的电压是结点之间的电压的二分之一。即，例如， 在中心抽头CTA处的电压将是结点A和B之间的电压VAB的二分之 一，并且中心抽头CTB和CTC处的电压也是如此。因此，三个中心 抽头的输出电压将是输入电压的二分之一。例如，如果输入是三相、 230伏，则由中心抽头共同提供的输出将是三相115伏。注意的是，由 于这是三相系统，线到线电压(VAB、VBC、VCA)将是230√3或大 约400伏，所以中心抽头到中心抽头的输出电压将是115√3或大约200 伏。中心抽头CTA、CTB以及CTC共同提供第一三相输出，该第一三 相输出的电压是在输入结点A、B和C处的输入电压的二分之一。

抽头TA1、TB1和TC1绕△结构均匀地间隔开，所以它们也提供 三相输出。但是，此三相输出不可以直接提供期望的输出电压和相位。 因此，不是直接使用这些抽头的输出，而是使用次级绕组SWA1、SWB1 和SWC1的输出。次级绕组SWA1、SWB1和SWC1被电耦合到其各 自的预定初级绕组PWA、PWB、PWC上的预定抽头，但是分别被磁 耦合到不同的预定次级绕组PWB、PWC、PWA，以分别在输出SA1、 SB1、SC1处提供不同的相移电压。此外，这些次级绕组SWA1、SWB1、 SWC1中的每个均被磁耦合到与这些次级绕组中的其他两个次级绕组 不同的预定初级绕组。在一个实施例中，这些次级绕组两端感应的电 压与抽头TA1、TB1和TC1处的电压相反，使得在输出SA1、SB1和 SC1处的电压分别是输入电压的二分之一并且相对于在CTA、CTB和 CTC处的电压的相位分别被相移40度。输出点SA1、SB1、SC1共同 提供第二三相输出，该第二三相输出的电压是在输入结点A、B和C 处的输入电压的二分之一。该第二三相输出相对于第一三相输出被相 移。

抽头TA2、TB2和TC2也同样绕△结构均匀地间隔开，但分别在 中心抽头CTA、CTB和CTC的相对侧，所以它们也提供三相输出。但 是，此三相输出不可以直接提供期望的输出电压和相位。因此，不是 直接使用这些抽头的输出，而是使用次级绕组SWA2，SWB2和SWC2 的输出。次级绕组SWA2、SWB2、SWC2被电耦合到在其各自的预定 初级绕组PWA、PWB、PWC上的预定抽头，但是分别被磁耦合到不 同的预定初级绕组PWC、PWA、PWB，以分别在输出SA2、SB2、SC2 处提供不同的相移电压。此外，这些次级绕组SWA2、SWB2、SWC2 中的每个被磁耦合到与这些次级绕组中的其他两个不同的预定初级绕 组。在一个实施例中，这些次级绕组两端感应的电压与在抽头TA2、 TB2和TC2处的电压相反，使得在输出SA2、SB2和SC2处的电压分 别是输入电压的二分之一并且相对于在CTA、CTB和CTC处的电压的 相位分别被相移40度，但是在相对于输出SA1、SB1、SC1的相移的 相反方向上。输出点SA2、SB2、SC2共同提供第三三相输出，该第三 三相输出的电压是在结点A、B和C处的输入电压的二分之一。该第 三三相输出相对于第一三相输出和第二三相输出两者被相移。

初级绕组的中心抽头CTA、CTB、CTC和输出点SA1、SA2、SB1、 SB2、SC1、SC2共同提供第一多相位输出。在一个实施例中，该输出 的电压是在结点A、B和C处施加的输入电压的二分之一，由于负载 装置的电力要求，该输出电压被选择。

需要注意的是，在上面讨论的实施例中，在输出SA1、SA2、SB1、 SB2、SC1、SC2、CTA、CTB和CTC处的电压都是相同的，都为输入 电压VAB、VBC、VCA的二分之一。然而，这些输出相对于彼此被相 移，所以实际上，它们也共同提供九相输出，这些相位按40度间隔开。

抽头TA3、TB3和TC3同样绕△结构均匀地间隔开，所以它们也 提供三相输出。但是，此三相输出不可以直接提供期望的输出电压和 相位。因此，不是直接使用这些抽头的输出，而是使用次级绕组SWA3、 SWB3和SWC3的输出。次级绕组SWA3、SWB3、SWC3分别被电耦 合到其各自的初级绕组PWA、PWB、PWC，但是分别被磁耦合到不同 的预定初级绕组PWB、PWC、PWA，以分别在输出SA3、SB3、SC3 处提供不同的相移电压。在一个实施例中，这些次级绕组两端感应的 电压被加强到在抽头TA3、TB3和TC3处的电压，使得在输出SA3、 SB3和SC3上的电压分别与输入电压相同并且相对于输入电压被相移 40度。

抽头TA4、TB4和TC4同样绕△结构被均匀地间隔开，所以它们 也提供三相输出。但是，此三相输出不可以直接提供期望的输出电压 和相位。因此，不是直接使用这些抽头的输出，而是使用次级绕组 SWA4、SWB4和SWC4的输出。次级绕组SWA4、SWB4、SWC4分 别被电耦合到其各自的初级绕组PWA、PWB、PWC，但是分别被磁耦 合到不同的预定初级绕组PWC、PWA、PWB，以分别在输出SA4、SB4、 SC4处提供不同的相移电压。在一个实施例中，这些次级绕组两端的 感应的电压被加强到在抽头TA4、TB4和TC4处的电压，使得在输出 SA4、SB4和SC4处的电压分别与输入电压相同并且相对于输入电压 被相移40度，但是在相对于输出SA3、SB3、SC3的相移的相反方向 上。

此外，在以上讨论的实施例中，在输出SA3、SA4、SB3、SB4、 SC3以及SC4处的电压都与输入电压VAB、VBC、VCA相同。然而， 这些输出相对于输入电压VAB、VBC、VCA被相移，所以实际上，它 们连同输入电压也共同提供九相输出，相位也按40度间隔开。

输出点SA3、SA4、SB3、SB4、SC3、SC4共同提供第二多相输 出，该第二多相输出的电压与在结点A、B和C处施加的输入电压相 同，该输出电压由于负载装置的电力要求而被选择。

这些多相输出电压安排的优点是，任何后续的整流过程具有更小 的纹波(ripple)，并且因此与操作在诸如两相或三相输入电压上的整流 过程相比需要更少的滤波和平滑。例如，±270VDC输出具有仅约4 伏的峰-峰纹波电压。

次级绕组SWA1和SWA2可以被视为第一多个次级绕组对的第一 对，次级绕组SWB1和SWB2可被视为第一多个次级绕组对的第二对， 并且次级绕组SWC1与SWC2可被视为第一多个次级绕组对的第三对。 这些次级绕组对中的一对的第一次级绕组具有第一端和第二端，第一 端被电连接到多个初级绕组的预定初级绕组的中心抽头的第一侧上的 抽头，并且第一次级绕组被磁耦合到不同于其被电连接到的预定初级 绕组的多个初级绕组中的初级绕组。该对的第二次级绕组具有第一端 和第二端，第一端被电连接到预定初级绕组的中心抽头的第二相对侧 上的抽头，并且第二次级绕组被磁耦合到不同于其被电连接到的预定 初级绕组并且不同于第一次级绕组被磁耦合到的初级绕组的初级绕 组。另外，第一多个次级绕组对中的一对的预定初级绕组不同于该第 一多个次级绕组对中的任何其它对的预定初级绕组。

次级绕组SWA3和SWA4可以被视为第二多个次级绕组对的第一 对，次级绕组SWB3和SWB4可以被视为第二多个次级绕组对的第二 对，并且次级绕组SWC3和SWC4可以被视为第二多个次级绕组对的 第三对。这些次级绕组对中的一对的第一次级绕组具有第一端和第二 端，第一端被电连接到多个初级绕组的预定初级绕组的中心抽头的第 一侧上的抽头，并且第一次级绕组被磁耦合到不同于其被电连接到的 预定初级绕组的多个初级绕组中的初级绕组。该对的第二次级绕组具 有第一端和第二端，第一端被电连接到预定初级绕组的中心抽头的第 二相对侧上的抽头，并且第二次级绕组被磁耦合到不同于其被电连接 到的预定初级绕组并且不同于第一次级绕组被磁耦合到的初级绕组的 初级绕组。另外，第二多个次级绕组对中的一对的预定初级绕组不同 于该第二多个次级绕组对中的任何其它对的预定初级绕组。

图2A是图1的示例性多相变压器10的示例性相量图。相量图图 形化地描述多相变压器的各个方面，例如，各绕组之间的关系。点代 表接触点、结点或抽头点(例如，A、TA3、TA1、CTA、TA2、TA4、 B、SA3、SA1、SA2、SA4等)。各个绕组由相量图中的在接触点之间 的线表示，并且如以上所指出的，接触点之间的线的长度一般代表绕 组相对于另一绕组(例如，但不限于初级绕组)的相对匝数。

图2B是具有在其上指示的线长度的图2A的示例性相量图。例如， N1、N2、N3、N4以及N5的线长度分别是20.04、25.90、20.55、38.26 以及8.38。因此，N1/N3＝20.04/20.55＝0.975。因此，如果N3＝20匝， 则N1＝INT(19.5036...)＝20匝。其它绕组的比率和匝数被类似地确 定。

该线是描绘感应电压的矢量的矢量线。相互平行的两个矢量线代 表相应的两个绕组之间的磁耦合。例如，线SA3-TA3平行于线BC， 这表明次级绕组SWA1被磁耦合到初级PWB，线SC3-TC3平行于线 AB，这表明次级绕组SWC3被磁耦合到初级PWA，并且线TB1-SB1 平行于线CA，这表明次级绕组SWB1被磁耦合到初级PWC。沿圆周 的两个结点之间的每段的径向长度代表在这些结点处的输出信号之间 的相位角差值，其中完整的圆表示360度。圆的共同中心代表有效电 中性位置。

相量图200包括第一圆210(例如，230VAC)和第二圆220(例 如，115VAC)，两者具有共同的中心S。三角形ABC的边AB、BC和 CA分别代表初级绕组PWA、PWB和PWC。点TA1、TA2、CTA、TB1、 TB2、CTB、TC1、TC2以及CTC对应于初级绕组PWA-PWC的抽头 点。线A-TA3、TA3-TA1、TA1-CTA、CTA-TA2、TA2-TA4以及TA4-B 分别代表初级绕组的部分(子初级绕组)PWA1、PWA2、PWA3、PWA4、 PWA5以及PWA6。线B-TB3、TB3-TB1、...、TB4-C、C-TC3、TC3-TC1、...、 TC4-A代表初级绕组PWB和PWC上的相似的子初级绕组。

线TA1-SA1、TA2-SA2、TB1-SB1、TB2-SB2、TC1-SC1、TC2-SC2 分别代表次级绕组SWA1、SWA2、SWB1、SWB2、SWC1、SWC2的 一个群组或集合，并且线TA3-SA3、TA4-SA4、TB3-SB3、TB4-SB4、 TC3-SC3、TC4-SC4分别代表次级绕组SWA3、SWA4、SWB3、SWB4、 SWC3、SWC4的另一个群组或集合。

点SA1-SA4、SB1-SB4和SC1-SC4分别代表次级绕组 SWA1-SWA4、SWB1-SWB4和SWC1-SWC4的第二(输出)端。

线SA、SB和SC代表施加到初级绕组的外部结点A、B和C的输 入AC电压。正如从相量图明显可知的，三相输入电压被描绘为相A、 相B和相C，其中每相按大约120度隔开。在一种环境中，诸如飞机， 输入电压SA、SB和SC是230伏。根据期望，其他输入电压可被使用， 并且其它输出电压可被提供。

如先前所述，相量图200中的线是描绘感应电压的矢量的矢量线。 例如，初级绕组AB、BC和CA中的感应电压的矢量由线SA、SB和 SC上的箭头描绘。同样地，代表次级绕组的线上的箭头代表感应电压 的矢量。例如，线TA1-SA1和SA3-TA3上的箭头分别代表次级绕组 SWA1和SWA3中的感应电压的矢量。

次级绕组中的感应电压的矢量被选择为升压或降压初级绕组上的 抽头点处的电压，以提供期望的输出电压和/或相位。

图3示出用于与示例性自耦变压器10一起使用的示例性电源系统 300。电源系统300包括三相230VAC发电机305、自耦变压器10、总 线310、315、325、345A、345B、345C以及360、18脉冲整流器330 和365以及电动机控制器340和375。发电机305通过总线310向自耦 变压器10提供三相230VAC电力。自耦变压器10通过总线320向各 种部件提供多个(在一个实施例中是18个)输出315。由图1和图2 可知，18个输出是SA1-SA4、SB1-SB4、SC1～SC4、CTA、CTB、CTC、 A、B以及C。为便于说明，总线320被表示为单个总线。尽管总线320 可以将全部的18个输出传送到每个接收部件，但是这不是优选的配置。 相反地，总线320包括多个较小的总线325、345A、345B、345C、360， 其中的每个仅传送特定接收部件需要的那些输出。例如，总线325将 输出SA1、SA2、SB1、SB2、SC1、SC2、CTA、CTB以及CTC传送 至18脉冲整流器330，其整流这些输出以通过总线335向第一电动机 控制器340提供±135VDC的电力。18脉冲整流器和电动机控制器的 设计和操作是本领域普通技术人员所熟知的。

需要注意的是，变压器10提供三组输出：SA1、SB1和SC1；SA2、 SB2和SC2；以及CTA、CTB和CTC。还要注意的是，这三组输出彼 此不同，相差约40度。即，例如，输出SA1将超前输出CTA约40度， 输出CTA将超前输出SA2约40度，输出SA2将超前输出SB1约40 度，输出SB1将超前输出CTB约40度等。因此，这三个输出组的全 波整流提供±135VDC的18脉冲输出。

同样地，总线360将输出SA3、SA4、SB3、SB4、SC3以及SC4， 连同输入电压A、B以及C传送至18脉冲整流器365，该18脉冲整流 器整流这些输出以通过总线370向第二电动机控制器375提供±270 VDC电力。注意，变压器10提供两组输出：SA3、SB3和SC3；SA4、 SB4和SC4；并且输入电压A、B和C作为另一输出组穿过。还要注 意的是，这三组输出彼此不同，相差约40度。也就是说，例如，输出 A将超前输出SA3约40度，输出SA3将超前输出SA4约40度，输出 SA4将超前输出B约40度，输出B将超前输出SB3约40度等。因此， 这三个输出组的全波整流也提供18脉冲输出，但是是±270VDC，而 不是±135VDC。

总线345A传送输出SA1、SB1和SC1，它向负载355A提供3相 115VAC电力的第一源350A。总线345B传送输出SA2、SB2和SC2， 它向负载355B提供3相115VAC电力的第二源350B。同样地，总线 345C传送输出CTA、CTB和CTC，它向负载355C提供3相115VAC 电力的第三源350C。注意，如上所述，总线345A、345B和345C彼 此不同，相差约40度。这在整个输入AC电力的周期中更均匀地分配 接收装置355A-355C的负载。

需要注意的是，本文中描述的多个AC和DC输出已经通过仅具有 15个绕组的单个变压器被实现，这15个绕组为：三个初级绕组(PWA、 PWB、PWC)和12个次级绕组(SWA1-SWA4、SWB1-SWB4和 SWC1-SWC4)。

在示例性环境中，例如，相对于飞机，三个三相115VAC的负载 355A-355C是传统的负载，例如，厨房用具。±270VDC输出为高功 率电动机控制器(例如，用于机舱空气压力的电动机控制器)供电。 ±135VDC输出为较低功率电动机控制器(例如，用于飞机的电动操 作制动装置的电动机控制器)供电。

优选地，系统300用单个液体冷却的自耦变压器整流器单元 (ATRU)替代多个现有的自耦变压器单元(ATU)、厨房自耦变压器 单元(GATU)、电制动电源单元(E-BPSU)，其中ATU、GATU、E-BPSU 是空气冷却的装置。这减少了尺寸和重量，该效果是飞机应用尤其期 望的。此外，用单个ATRU取代多个常规电源/变压器单元使液体冷却 变得可行。液体冷却允许比空气冷却系统更高的散热效率。较小的尺 寸和重量以及较高的散热效率允许将系统300放置在难以或不可能空 气冷却的位置。

图4具有液体冷却的示例性电源系统300的图示。液体泵和储液 器单元410将冷却液体泵送到变压器10和整流器单元330，365。用于 变压器和用于电子电路和设备的液体冷却技术是已知的，在此不再赘 述。

尽管已参照三个相移的三相115VAC电输出、用来提供±135VDC 输出的多相115VAC输出以及用来提供±270VDC输出的多相230 VAC输出对示例性实施例进行了描述，但是本公开不限于此具体的实 施例。例如，可以在初级绕组上提供更多抽头点并且可以提供更多次 级绕组，从而得到其他相移和输出电压。例如，可以在TA1和CTA之 间添加抽头点，并且添加被磁耦合到初级绕组PWB或PWC的次级绕 组，以提供不同的期望的输出电压和相位(优选地，但非必要地，相 对于初级绕组PWB和PWC添加类似的抽头点和次级绕组)。例如，可 以确定特定的期望输出电压和相位(例如，图2上的点DA1)，确定 DA1和相关初级绕组PWA之间的矢量，并由此确定初级绕组上的抽头 点和次级绕组的磁耦合和强度。需要注意的是，根据期望的输出电压 和相位，期望的结果在某些情况下可以通过一个或多个不同的矢量诸 如矢量DV1(次级绕组被电连接到初级绕组PWA上的抽头并且被磁耦 合到初级绕组PWB)和矢量DV2(次级绕组被电连接到初级绕组PWA 上的不同抽头并且被磁耦合到初级绕组PWC)来实现。为实现在该电 压和相位处的三相输出，随后可以确定电压相同但是相移120度的两 个其它点，并且相对于相应的初级绕组使用类似位置的抽头点、次级 绕组，以及磁耦合。

在以上讨论的实施例中，输出电压已经低于或等于输入电压。这 不是必须的，因为输出电压可以大于输入电压。例如，考虑DA2的输 出电压和相位，期望的结果可通过例如但不限于矢量DV3(次级绕组 被电连接到初级绕组PWC上的抽头并且被磁耦合到初级绕组PWA) 来实现。为实现在该电压和相位处的三相输出，可以接着确定电压相 同但相移120度的两个其他点，并相对于初级绕组PWA和PWB使用 相似位置的抽头点、次级绕组，以及磁耦合。

“大约”或“大致”是相对术语，并且表明尽管两个值可能不相 同，但是它们的差值使得装置或方法仍然提供表明的结果，或者使得 根据所提供的输出电力和电压操作的装置没有不利地影响到其不能执 行其预期目的的点。虽然已参考各种相量图示出感应电压的示例性矢 量，但是可以对初级绕组上的抽头点和次级绕组的磁耦合配置进行修 改。

此外，本公开包括根据下列条款的实施例：

条款1.一种多相变压器，其包括：

以德尔塔即△结构布置以接收三相输入电压的多个初级绕组，每 个初级绕组具有中心抽头和围绕该中心抽头对称设置的多个抽头；

第一多个次级绕组对，次级绕组对的一对的第一次级绕组具有第 一端和第二端，第一端被电连接到多个初级绕组的预定初级绕组的中 心抽头的第一侧上的抽头，第一次级绕组被磁耦合到不同于其电连接 到的预定初级绕组的多个初级绕组中的初级绕组，该对的第二次级绕 组具有第一端和第二端，第一端被电连接到预定初级绕组的中心抽头 的第二相对侧上的抽头，第二次级绕组被磁耦合到不同于其电连接到 的预定初级绕组并且不同于第一次级绕组磁耦合到的初级绕组的初级 绕组，第一多个次级绕组对中的一对的预定初级绕组不同于该第一多 个次级绕组对中的任何其它对的预定初级绕组；

第二多个次级绕组对，次级绕组对中的一对的第一次级绕组具有 第一端和第二端，第一端被电连接到多个初级绕组的预定初级绕组的 中心抽头的第一侧上的抽头，第一次级绕组被磁耦合到不同于电连接 到的预定初级绕组的多个初级绕组中的初级绕组，该对的第二次级绕 组具有第一端和第二端，第一端被电连接到预定初级绕组的中心抽头 的第二相对侧上的抽头，第二次级绕组被磁耦合到不同于其电连接到 的预定初级绕组并且不同于第一次级绕组磁耦合到的初级绕组的初级 绕组，第二多个次级绕组对中的一对的预定初级绕组不同于该第二多 个次级绕组对中的任何其它对的预定初级绕组；

中心抽头共同提供第一三相输出；

第一多个次级绕组对的每对次级绕组的第一次级绕组的第二端共 同提供第二三相输出；

第一多个次级绕组对的每对次级绕组的第二次级绕组的第二端共 同提供第三三相输出；

中心抽头和第一多个次级绕组对的次级绕组对的第二端共同提供 第一多相输出；以及

第二多个次级绕组对的次级绕组对的第二端和三相输入电压共同 提供第二多相输出。

条款2.根据条款1所述的多相变压器，其中第一三相输出、第二 三相输出或第三三相输出中的至少一个提供输出电压，该输出电压低 于三相输入电压。

条款3.根据条款1所述的多相变压器，其中第一三相输出、第二 三相输出和第三三相输出具有相同的电压幅值。

条款4.根据条款1所述的多相变压器，其中第一次级绕组的第二 端处的电压、第一初级绕组的中心抽头处的电压以及第二次级绕组的 第二端处的电压在相位上相差40度。

条款5.根据条款1所述的多相变压器，其中第一多相输出提供低 于三相输入电压的输出电压。

条款6.根据条款1所述的多相变压器，其中第二多相输出提供与 三相输入电压近似相同的输出电压。

条款7.根据条款1所述的多相变压器，其中每个初级绕组具有第 一端和第二端，并且初级绕组的抽头中的两个分别位于初级绕组的中 心抽头与第一端和第二端之间的距离的三分之一点处。

条款8.根据条款1所述的多相变压器，其中每个初级绕组具有第 一端和第二端，并且初级绕组的抽头中的两个分别位于初级绕组的中 心抽头与第一端和第二端之间的距离的三分之二点处。

条款9.一种电源系统，其包括：

变压器，其具有以德尔塔即△结构连接以接收三相输入电压的三 个初级绕组并且具有多个次级绕组，每个初级绕组具有中心抽头和围 绕该中心抽头对称设置的多个抽头，每个次级绕组被电连接到预定初 级绕组上的多个抽头中的预定抽头，并且被磁耦合到不同于其电连接 到的预定初级绕组的初级绕组，预定抽头和磁耦合的预定初级绕组的 组合对于每个次级绕组是不同的，初级绕组和次级绕组提供多个相移 三相输出和多个多相输出；

第一整流器，其连接到多相输出中的第一个，以提供第一DC输 出；以及

第二整流器，其连接到多相输出中的第二个，以提供第二DC输 出。

条款10.根据条款9所述的电源系统，其进一步包括液体泵和储 液器，以将冷却液体泵送至自耦变压器、第一整流器或第二整流器中 的至少一个。

条款11.根据条款9所述的电源系统，其中第一整流器提供第一 DC输出电压，并且第二整流器提供第二不同的输出电压。

条款12.根据条款9所述的电源系统，其中中心抽头共同提供所 述相移三相输出。

条款13.根据条款9所述的电源系统，其中次级绕组是多个次级 绕组对，并且其中一对次级绕组对中的两个次级绕组均具有第一端和 第二端，对中的第一次级绕组的第一端被电连接到预定初级绕组的中 心抽头的第一侧上的所述预定抽头，对中的第二次级绕组的第一端被 电连接到与预定初级绕组的中心抽头对称地相对设置的所述预定抽 头。

条款14.根据条款13所述的电源系统，其中多个次级绕组的第二 端共同提供所述相移三相输出。

条款15.根据条款13所述的电源系统，其中中心抽头和多个次级 绕组的第二端共同提供所述多相输出。

条款16.根据条款13所述的电源系统，其中多个三对次级绕组的 第二端和三相输入电压共同提供所述多相输出。

条款17.一种用于向具有不同电压要求的多个系统提供电力的方 法，该方法包括：

提供自耦变压器，自耦变压器具有以德尔塔即△结构连接的三个 初级绕组并且具有多个次级绕组，每个初级绕组具有中心抽头和对称 设置在中心抽头的每侧上的多个抽头，每个次级绕组被电连接到预定 初级绕组上的预定抽头，并且被磁耦合到不同于其电连接到的预定初 级绕组的初级绕组，预定抽头和磁耦合的预定初级绕组的组合对于每 个次级绕组是不同的；

提供三相输入电压到三个初级绕组；

提供到中心抽头的电连接以提供第一三相输出电压；

提供到次级绕组的第一预定次级绕组的电连接，以提供第二三相 输出电压；

提供到中心抽头和次级绕组的第一预定次级绕组的电连接，以提 供第一多相输出电压；以及

提供到三相输入电压和次级绕组的第二预定次级绕组的电连接， 以提供第二多相输出电压。

条款18.根据条款17所述的方法，并且进一步包括整流第一多相 输出电压或第二多相输出电压中的至少一个。

条款19.根据条款17所述的方法，其中第一三相输出电压、第二 三相输出电压或第一多相输出电压中的至少一个大致是三相输入电压 的二分之一。

条款20.根据条款17所述的方法，其中第二多相操作电压与三相 输入电压大致相同。