2.2 ST电磁耦合模型

2.2.1 ST的磁路结构分析

ST铁心的等效磁路如图2-2所示，图2-2中每个铁心柱由3种类型的磁导组成：

1）磁动势：N_Ai_ST,pa、N_Bi_ST,pb和N_Ci_ST,pc分别表示由流过ST一次绕组a、b、c三相的电流所产生的磁动势；N_a1i_ST,sa、N_a2i_ST,sb、N_a3i_ST,sc、N_b1i_ST,sa、N_b2i_ST,sb、N_b3i_ST,sc、N_c1i_ST,sa、N_c2i_ST,sb和N_c3i_ST,sc分别表示由流过ST二次绕组a、b、c三相的电流所产生的磁动势。N_A、N_B、N_C为一次绕组匝数；N_a1~N_a3、N_b1~N_b3、N_c1~N_c3为二次绕组匝数；i_ST,pa、i_ST,pb、i_ST,pc为一次侧并联线电流；i_ST,sa、i_ST,sb、i_ST,sc为二次侧串联线电流。

图2-1 ST电气连接示意图

2）铁心磁导：P_A、P_B、P_C分别表示ST一次绕组a、b、c三相的铁心磁导，其对应的磁通分别为Φ_A、Φ_B和Φ_C；P_a1～P_a3、P_b1～P_b3、P_c1～P_c3分别表示ST二次绕组a、b、c三相的铁心磁导，其对应的磁通分别为Φ_a1～Φ_a3、Φ_b1～Φ_b3、Φ_c1～Φ_c3；P_ab和P_bc分别表示铁轭a相与b相之间、b相与c相之间的磁导，其对应的磁通分别为Φ_AB和Φ_BC。

3）漏磁路磁导与零序磁导：P_la1～P_la4、P_lb1～P_lb4、P_lc1～P_lc4分别表示a、b、c三相漏磁支路的磁导，其对应的磁通分别为Φ_la1～Φ_la4、Φ_lb1～Φ_lb4、Φ_lc1～Φ_lc4；P_a0、P_b0、P_c0分别表示a、b、c三相的零序磁导，其对应的磁通分别为Φ_a0、Φ_b0、Φ_c0。

图2-2 ST铁心的等效磁路

假设铁心的磁路长度在一次绕组和二次绕组中平均分配，磁路中铁心和铁轭的磁导P_Fe可按式（2-1）计算，即

式中，μ_Fe为铁心磁导率，由铁磁材料的磁化曲线确定；S为铁心或铁轭的横截面积；L为铁心或铁轭的等效磁路长度。

漏磁导只与磁路的材料及几何尺寸有关，假设漏感在一次绕组和二次绕组中平均分配，漏磁导可按式（2-2）计算，即

式中，X_leakage为ST漏抗值；N为绕组匝数；f为工频。