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串联谐振的特点及电压变化
2021-07-14

在电阻、电容、电感的串联电路中,发生功率、电压、电流同相的现象,称为串联谐振。其特点是:电路纯电阻,功率、电压、电流同相,电抗X等于0,阻抗Z等于电阻R,此时电路阻抗最小,电流为最大,并且电感和电容上可能会产生比电源电压大许多倍的高电压。因此,串联谐振也称为电压谐振。


谐振电压叠加在原电压上,即并联谐振:在电阻、电容、电感并联的电路中,电路端电压与总电流同相的现象称为并联谐振。其特点是:并联谐振是一种完全补偿。无需提供无功功率,只需提供电阻所需的有功功率。谐振时,电路总电流最小,支路电流往往大于电路总电流。因此,并联谐振也称为电流谐振。


串联谐振装置采用采用串联谐振原理设计的最新交流耐压测试设备。一套串联谐振耐压试验设备,可兼顾电力变压器、交联电缆、开关柜、电动机、发电机、GIS和SF6开关、母线、套管、CT、PT等的交流耐压试验. 是一种全能型交流耐压设备。


串联谐振和并联谐振两种现象是正弦交流电路的一种特殊现象。它们广泛用于电子和通信工程。然而,在电力系统中,谐振可能会破坏系统的正常运行。接下来,我们来分析一下串联谐振和并联谐振的区别。


串联谐振


从负载谐振方式上分,可分为并联谐振逆变器和串联谐振逆变器两种。两种类型的比较如下:串联谐振电路采用L、R、C串联,并联谐振电路采用L、R、C并联。


(1)串联谐振逆变器的负载电路对电源呈现低阻抗,需要电压源供电。逆变器发生故障时,浪涌电流大,保护困难。并联谐振逆变器的负载电路对电源呈现高阻抗,需要电流源供电。逆变器发生故障时,影响小,更容易保护。


(2)串联谐振逆变器的输入电压恒定,输出电压为方波,输出电流近似正弦波。在晶闸管上的电流过零后进行换向,因此电流总是超前电压一个角度φ。并联谐振逆变器的输入电流恒定,输出电压近似正弦波,输出电流为矩形波。换向是在谐振电容上的电压过零之前进行的,负载电流总是比电压超前一个角度φ。


(3)串联谐振逆变器是电源的恒压源。并联谐振逆变器是电源的恒流源。


(4)串联谐振逆变器的工作频率必须低于负载电路的自然振荡频率。并联谐振逆变器的工作频率必须略高于负载电路的自然振荡频率。


(5)串联谐振逆变器的功率调节方法有两种:改变直流电源电压Ud或改变晶闸管的触发频率。并联谐振逆变器的功率调节方法一般只能改变直流电源电压Ud。


(6)串联谐振逆变器换相时,晶闸管自然关断,其电流在关断前逐渐减小为零,因此关断时间短,损耗小。当并联谐振逆变器换相时,晶闸管在全电流运行时被强制关断。电流强制降为零后,需要一个背压时间,所以关断时间较长。


(7)串联谐振逆变器的晶闸管需要承受的电压比较低。 380V电网供电时,1200V晶闸管即可。并联谐振逆变器的晶闸管需要承受的电压较高,其值随着功率因数角φ的增大而迅速增大。


(8)串联谐振逆变器既可以自激工作,也可以单独工作。并联谐振逆变器一般只能工作在自激状态。


(9)串联谐振逆变器中,晶闸管的触发脉冲是不对称的,不会引入直流分量电流影响正常工作;而在并联谐振逆变器中,逆变晶闸管的触发脉冲是不对称的,会引入直流分量电流引起故障。


(10)串联谐振逆变器启动方便,适合频繁启动的工作;而并联谐振逆变器需要额外的启动电路,启动困难。


(11)当串联谐振逆变器的感应加热线圈与逆变电源(包括槽路电容)距离较远时,对输出功率的影响较小。对于并联谐振逆变器,感应加热线圈应尽量靠近电源(尤其是槽路电容),否则功率输出和效率会大大降低。


并联谐振逆变器和串联谐振逆变器(俗称并联或串联变频电源)各有其技术特点和应用领域。从工业加热应用来看,并联谐振逆变器广泛应用于冶炼、保温、透热、感应加热和热处理等各个领域,功率从几千瓦到几万千瓦不等。串联谐振逆变器广泛应用于熔炼保温一到二炉及高Q、高频感应加热场合,功率从几千瓦到几千瓦不等。目前我国工业中使用的变频电源90%!以(MISSING)上是并联谐振变频电源。

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