위상 변이 변압기를 이용한 전력의 흐름 제어 원리

위상 변이 변압기의 구조

위상 변이 변압기의 구조를 그림에 나타내었다. 그림에서 영문자 $a$ , $b$ , $c$ 는 상을 의미하고, 아래 첨자 1, 2, 3은 각각 1차, 2차 및 3차 권선을 의미한다.
권선 $a_1$ , $a_2$ , $a_3$ 은 자기적으로 결합되어 있어 동일한 위상의 전압이 유기된다.
마찬가지로, 권선 $b_1$ , $b_2$ , $b_3$ 및 $c_1$ , $c_2$ , $c_3$ 도 서로 자기적 결합에 의하여 각각 동일한 위상의 전압이 유기된다.
변압기의 첫 번째 권선 $a_1$ , $b_1$ , $c_1$ 은 각각 3상 Y 결선 되어 있어 $120^\circ$ 의 위상차를 가지며, 2차권선 $a_2$ , $b_2$ , $c_2$ 도 역시 Y 결선 되어 있어 동일하게 각각 $120^\circ$ 의 위상차를 가진다. 세 번째 권선 $a_3$ , $b_3$ , $c_3$ 은 아직 결선되지 않은 상태이다.

위의 위상 변이 변압기에서 권선 $a_2$ , $a_3$ 및 $b_2$ , $b_3$ 그리고 $c_2$ , $c_3$ 를 직렬로 연결한다면 단자 X, Y, Z 사이의 전압은 그림에서 보듯이 단자 A, B, C 사이 전압과 동상이다.

직렬로 권선 $a_2$ , $b_3$ 및 $b_2$ , $c_3$ 그리고 $c_2$ , $a_3$ 를 연결하게 되면, 단자 X, Y, Z 사이 전압은 단자 A, B, C 사이의 전압과 위상이 다르게 되며, 아래 그림의 페이저도 처럼 나타나게 될 것이다.
위상 변이의 각은 전압 $a_2$ , $b_2$ , $c_2$ 와 $a_3$ , $b_3$ , $c_3$ 의 상대적인 크기에 따라 달라진다. (만약, 이 전압들이 모두 같다면, 위상 변이는 $60^\circ$ 일 것이다.)