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串联谐振回路的工作特点
2021-07-14

(1)认识谐振现象,知道串联谐振电路特点。(2)掌握谐振电路谐振频率的测试方法,学会绘制谐振电路的频率特性曲线。(3)知道通频带的含义,了解品质因数Q对带宽的影响。


并联逆变器的感应线圈和槽路电容器上的电压,都等于逆变器的输出电压,而流过它们的电流,则都是逆变器输出电流的Q倍。


并联电路的特性是什么


(1)串联逆变器的负载电路对电源呈现低阻抗,要求由电压源供电。因此,经整流和滤波的直流电源末端,必须并接大的滤波电容器。当逆变失败时,浪涌电流大,保护困难。


并联逆变器的功率调节方式,一般只能是改变直流电源电压Ud。改变cosφ虽然也能使逆变输出电压升高和功率增大,但所允许调节范围小。


串联谐振


串联谐振的条件


课前预习,回顾理论知识,查阅资料,了解串联谐振电路基本原理。带着问题完成实验:(1)RLC串联谐振电路应该怎样搭接。(2)如何利用改变频率的方法,找到谐振频率点。(3)怎样才能确定某处的频率就是谐振频率。(4)什么是交流信号共地。(5)如果测量中没有共地,会对测量结果产生什么影响。(6)发生串联谐振时,电容上的电压是否和电感上的电压相同。


当各种不同频率信号的电波在天线上产生不同频率的电信号,经过线圈1L感应到线圈2L。如果振荡电路对某一信号频率发生谐振时,回路中该信号的电流最大,则在电容器两端产生一高于此信号电压Q倍的电压CU。而对于其它各种频率的信号,因为没有发生谐振,在回路中电流很小,从而被电路抑制掉。所以,可以改变电容C,以改变回路的谐振频率来选择所需耍的电台信号。


    电气绝缘节即通过非机械隔离的方式实现轨道电路区段划分,由电气绝缘节构成的轨道电路称作无绝缘轨道电路。


LC并联谐振回路在通信电子电路中的应用由它的特点决定。具体来说,主要包括三大类,其一是工作于谐振状态,作为选频网络应用,此时呈现为大的电阻,在电流的激励下输出较大的电压;其二是工作于失谐状态,此时呈现为感性或容性,与电路中其他电感和电容一起,满足三点式振荡电路的振荡条件,形成正弦波振荡器;其三是工作于失谐状态,即工作于幅频特性曲线或相频特性曲线的一侧,实现幅频变换、频幅变换以及频相变换、相频变换,构成角度调制与解调电路。


谐振是什么意思


并联逆变器在换流时,晶闸管是在全电流运行中被强迫关断的,电流被迫降至零以后还需加一段反压时间,因而关断时间较长。相比之下,串联逆变器更适宜于在工作频率较高的感应加热装置中使用。


电路向电源吸收的Q=0,谐振时电路能量交换在电路内部的电场与磁场间进行。电源只向R提供能量。


对于从事电力行业的人员来说,对电源十分熟悉,其分为“直流”和“交流”。生活中常提及和人们熟知的电源是交流市电(单相220VAC或三相380VAC),随着科学技术的进步,用电负荷对电能的要求也愈加多样,从而孕育出电力电子技术学科,造就了开关电源行业。电力电子技术主要讲述了电能的四种变换形式,即整流(AC/DC)、斩波(DC/DC)、逆变(DC/AC)、调频(AC/AC)。

阅读《电子技术基础实验》附录中仪表的使用方法,注意F40函数发生器、DS1052示波器的使用方法。可选用仿真软件Multisim或Proteus对自己设计的电路进行仿真,加深理解静态工作点设置的意义。


串联谐振回路


在含有电阻、电感和电容的交流电路中,电路两端电压与其电流一般是不同相的,若调节电路参数或电源频率使电流与电源电压同相,电路呈电阻性,称这时电路的工作状态为谐振。


串联谐振的特点


    当谐振电路外部输入电压的频率达到某一个特定频率时,谐振电路的感抗和容抗相等(XL=XC),谐振电路对外呈存电阻特性,即为谐振,而此刻的频率即为谐振频率。


    (2)并联谐振:如下右图所示,此时电路的等效阻抗最大,电流最小,阻抗为存电阻特性,并联谐振又叫电流谐振。


目前常用的直流电源分为线性稳压电源和开关电源两大类。由于开关电源自身消耗的能量少,效率比线性稳压电源高,被广泛用于电子计算机、通讯、家电、工业、航天等各个行业。开关电源应用十分广泛,有必要对其原理进行了解、对其发展趋势有所掌握,对工作帮助极大。线性电源的优点是电路结构简单、成本低;缺点是功率损耗大,发热严重,不满足节能要求。开关电源(SwitchModePowerSupply,即SMPS)被誉为高效节能型电源,其优点是开关频率高、效率高;缺点是电路结构复杂,成本高。现今用电设备对电能要求非常严苛,不仅要求电源效率高,而且还要求体积尽量小、电磁干扰尽量小、功率密度尽量高等。


一个含电感L和电容C的一端口网络,当它的端口电压与电流同相时,称为电路达到谐振状态。


上式可以看出,随着开关频率的增加,MOS管的损耗也随之增加,致使开关电源的效率降低,这与目标相悖。针对这一问题学者们纷纷展开研究,一方面从器件本身着手,通过减小导通和开通/关断时间,降低开关损耗;另一方面从电路结构入手,改变电路结构,实现开关器件的软开关,即ZVS和ZCS。所谓的ZVS就是零电压开通、ZCS就是零电流关断,该技术利用电压与电流的相位差实现。


    由图示可以看出,“S”型电气绝缘节由doc电缆形成一个“S”形,“S”形电缆的一半与钢轨ac形成的电感和电容C1构成f1的并联谐振回路,“S”形电缆的另一半与钢轨bd形成的电感和电容C2构成f2的并联谐振回路。两个并联谐振回路分别对f1、f2信号呈现高阻抗,以使信号能够发送/接收。电缆doc将信号f1与f2阻隔,使他们不能向相邻区段传输。这样,就实现了f1区段与f2区段相互隔离。


高电压可能会损坏设备。在电力系统中应避免发生串联谐振。而串联谐振在无线电工程中有广泛应用。


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