谐振电路分析

       
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谐振电路分析

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来源:高频钎焊机|压缩机焊机|铜管焊机|蒸发器焊机|冷凝器焊机  浏览:192 views  发布时间:2019-05-05


谐振电路分析

谐振即物理的简谐振动,物体的加速度跟偏离平衡位置的位移成正比,且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动。

在具有电阻R、电感L和电容c元件的交流电路中,电路两端的电压与其中电流相位一般是不同的,如果调节电路元件(L或c)的参数或电源频率,可以使它们相位相同,整个电路呈现为纯电阻性,电路达到这种状态称之为诣振。在谐振状态下,电路的总阻抗达到极值或近似达到板值,研究谐振的目的就是要认识这种客观现象,并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征,同时又要预防它所产生的危害,按电路联接的不同,有串联谐振和并联谐振两种。

串联谐振基本原理

串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品电容组成LC串联回路,调节变频电源输出的电压频率,实现串联谐振。

串联谐振原理图

串联谐振原理图

根据谐振原理,我们知道当前电抗器L的感抗值XL与回路中的容抗值Xc相等时,回路达到谐振状态,此时回路中仅回路电阻R消耗有功功率,而无功功率则在电抗器与试品电容之间来回振荡,从而在试品上产生高压。

谐振频率:

谐振频率

并联谐振:在电阻、电容、电感并联电路中,出现电路端电压和总电流同相位的现象,叫做并联谐振,其特点是:并联谐振是一种完全的补偿,电源无需提供无功功率,只提供电阻所需要的有功功率,谐振时,电路的总电流最小,而支路电流往往大于电路中的总电流,因此,并联谐振也叫电流谐振。

发生并联谐振时,在电感和电容元件中流过很大的电流,因此会造成电路的熔断器熔断或烧毁电气设备的事故;但在无线电工程中往往用来选择信号和消除干扰。

并联谐振原理图

串联谐振和并联谐振区别

从负载谐振方式划分,可以为并联逆变器和串联逆变器两大类型,下面列出串联逆变器和并联逆变器的主要技术特点及其比较:

串联逆变器和并联逆变器的差别,源于它们所用的振荡电路不同, L、R和c串联,后者是L、R和c并联。

(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。

并联逆变器的负载电路对电源呈现高阻抗,要求由电流源供电,需在直流电源末端串接大电抗器:但在逆变失败时,由于电流受大电抗限制,冲击不大,较易保护。

区别2

(2)串联逆变器的输入电压恒定,输出电压为矩形渡,输出电流近似正弦波,换流是在晶闸管上电渡过零以后进行,因而电流总是超前电压一ψ角。

并联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,换流是在谐振电容器上电压过零以前进行,负载电流也总是越前于电压- ψ角。

这就是说,两者都是工作在容性负载状态。

(3)串联逆变器是恒压源供电,为避免逆变器的上、下桥臂晶闸管同时导通,造成电源短路,换流时,必须保证先关断,后升通。即应有一段时间t)使所有晶闸管(其它电力电子器件)都处于关断状态,此时的杂散电感,即从直流端到器件的引线电感上产生的感生电势,可能使器件损坏,因而需要选择合适的器件的浪涌电压吸收电路,此外,在晶闸管关断期间,为确保负载电流连续,使晶闸管免受换流电容器上高电压的影响,必须在晶闸管两端反并联快速二极管。

并联遵逆变器是恒流源供电,为避免滤波电抗Ld上产生大的感生电势,电流必须连续。也就是说,必须保证逆变器上、下桥臂晶阐管在换流时,是先开通后关断,也即在换流期间(tγ)内所有晶闸管都处于导通状态,这时,虽然逆变桥臂直通,由于Ld足够大,也不会造成直流电源短路,但换流时间长,会使系统效率降低,因而需缩短tγ,即减小Lk埴。

区别3

(4)串联逆变器的工作频率必须低于负载电路的固有振荡频率,即应确保有合适的t时间,否则会因逆变器上、下桥臂直通而导致换流的失败。

并联逆变器的工作频率必须略高于负载电路的固有振荡频率,以确保有合适的反压时间t,否则会导致晶闸管间换流失败;但若高得太多,则在换流时晶闸管承受的反向电压会太高,这是不允许的。

(5)串联逆变器的功率调节方式有二:改变直流电源电压Ud或改变晶闸管的触发频率,即改变负载功率因数cosψ。

并联逆变器的功率调节方式,一艘只能是改变直流电源电压Ud,改变cosψ虽然也能使逆变输出电压升高和功率增大,但所免许调节范围小。

(6)串联逆变器在换流时,晶闸管是自然关断的,关断前其电流已逐渐减小到零,因而关断时间短,损赶小,在换流时,关断的晶闸管受反压的时闻(t+tγ)较长.

区别4

并联逆变器在换流时,晶闸管是在全电流运行中被强追关断的,电流被追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,串联逆变嚣更适宜于在工作频率较高的感应加热装置中使用.

(7)串联逆变器的晶闸管所需承受的电压较低,用380V电网供电时,采用1200V的晶闸管就行,但负载电路的全部电流,包括有功和无功分量,都需流过晶闸管,逆变晶闸管丢失脉冲,只会使振荡停止,不会造成逆变颠覆。

并联逆变器的晶闸管所需承受的电压高,其值随功率因数角ψ增大,而迅速增加,但负载本身构成振荡电流回路,只有有功电流流过逆变晶闸管,而且逆变晶闸管偶而丢失触发脉冲时,仍可缝持振蒋,工作比较稳定.

(8)串联逆变器可以自激工作,也可以他激工作,他激工作时,只需改变逆变触发脉冲频率,即可调节输出功率;而并联逆变器一般只能工作在自激状态.


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