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串联谐振和并联谐振的条件和注意要点

时间:2016-04-19 15:16 来源:电工之家 作者:编辑部

一、串联谐振和并联谐振特点概述
变频串联谐振试验装置又叫串联谐振,是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式;分压器并联在被试品上,用于测量被试品上的谐振电压,并作过压保护信号;调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路,提供串联谐振的激励功率。
在电感和电容并联的电路中,当电容的大小恰恰使电路中的电压与电流同相位,即电源电能全部为电阻消耗,成为电阻电路时,叫作并联谐振。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,而支路的电流往往大于电路的总电流,因此,并联谐振也称为电流谐振。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。
二、串联谐振和并联谐振的谐振条件 
 


串联谐振的谐振条件 

并联谐振的谐振条件
三、串联谐振和并联谐振的电路特点
串联谐振的电路特点
1.总阻抗值最小:Z=R+j(wl-1/wc)=R;
2.电源电压一定时,电流最大;I=I0=U/|Z|=U /R;
3.电路成电阻性,电容或电感的电压可能高于电源电压。
并联谐振的电路特点
1.电压一定时,谐振时电流最小;
2.总阻抗最大;
3.电路成电阻性,支路电流可能会大于总电流。
通过对电路谐振的分析,掌握谐振电路的特点,再生产实践中,应该用其所长,避其所短。
四、串联谐振和并联谐振的产品特点
串联谐振产品的主要特点
1.所需电源容量大大减小
串联谐振试验装置是利用谐振电抗器和被试品电容产生谐振,从而得到所需高电压和大电流的,在整个系统中,电源只需要提供系统中有功消耗的部分,因此,试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q倍(Q为品质因素)。
2. 设备的重量和体积大大减小
串联谐振电源中,不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器,而且,谐振激磁电源只需试验容量的1/Q,使得系统重量和体积大大减小,一般为普通试验装置的1/5~1/10。
3. 改善输出电压波形
谐振电源是谐振式滤波电路,能改善输出电压的波形畸变,获得很好的正弦波,有效地防止了谐波峰值引起的对被试品的误击穿。
4. 防止大的短路电流烧伤故障点
在谐振状态,当被试品的绝缘弱点被击穿时,电路立即脱谐(电容量变化,不满足谐振条件),回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而采用并联谐振或者传统试验变压器的方式进行交流耐压试验时,击穿电流立即上升几十倍,两者相比,短路电流与击穿电流相差数百倍。所以,串联谐振能有效地找到绝缘弱点,又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。
5. 不会出现任何恢复过电压
被试品发生击穿闪络时,因失去谐振条件,高电压也立即消失,电弧立刻熄灭,装置的保护回路动作,切断输出。
并联谐振产品的主要特点
用并联谐振调谐与升压十分稳定,在低电压下进行调谐,调谐过程依据升压变压器高压侧电流的大小,调谐至电流最小时即为谐振点,然后升压至需要的电压,对于自动调谐来说,也容易控制,可以避免串联线路调谐过程中的电压震荡。