串聯(lián)諧振方案
變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置的工作原理是什么
發(fā)布日期：2020-05-08 點(diǎn)擊：1509次
1、串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置系統(tǒng)介紹
變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備是根據(jù)電感器的原理和電纜的電容來(lái)產(chǎn)生高壓的典型串聯(lián)諧振測(cè)試裝置系統(tǒng)的簡(jiǎn)化電路如圖2A所示，可調(diào)自耦變壓器T1為勵(lì)磁變壓器T2提供可變工作電壓，T2提供諧振電路電源，并將測(cè)試電路與電源電路隔離。電容器C表示試驗(yàn)電容及其并聯(lián)電容，如分壓電容、套管電容等。電感L表示電容C的電容電抗偏移時(shí)，電感L被調(diào)整到電路諧振狀態(tài)的可變電抗器。
在諧振狀態(tài)下對(duì)于高質(zhì)量的容性負(fù)載，典型系統(tǒng)的Q值在50-80之間，諧振狀態(tài)下，諧振回路中的電流I與勵(lì)磁變壓器的電壓U同相，因此，輸入功率是存儲(chǔ)功率P，即cosφ=1，P=uicosφ=UI。
在諧振狀態(tài)下，電容負(fù)載C上的無(wú)功功率Wc為Wc=UcI=QUI=QP
因此，將斷路器、電壓調(diào)節(jié)器、接觸器等電元件的額定容量降低到所需功率的1/Q，大大降低了供電系統(tǒng)的要求。
2、串聯(lián)諧振畸變
假設(shè)輸入電壓在穩(wěn)態(tài)條件下無(wú)失真，電壓增益函數(shù)Uc與U的比值可表示為該函數(shù)可以簡(jiǎn)化成式中：為輸入電源頻率的諧波(n>l)
因此，當(dāng)串聯(lián)諧振電路在輸入功率頻率(n=1)調(diào)諧時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的電壓增益，從而減小輸入功率頻率諧波對(duì)系統(tǒng)的影響。該系列諧振回路的典型諧波失真水平完全低于0.5%。
3、串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的暫態(tài)計(jì)算
在串聯(lián)諧振電路中，由閃絡(luò)引起的消弧引起的輸出電壓恢復(fù)率很慢?；謴?fù)電壓可以表示如下：
從電弧熄滅的瞬間開(kāi)始計(jì)算時(shí)間t，可將指數(shù)ωt/2Q改寫(xiě)成閃絡(luò)周波數(shù)N的變量ωt/2Q=Nπ/Q。
當(dāng)nπ/Q≈3或n≈Q時(shí)，式中給出的電壓Uc(T)將返回原始值的96%。因此，在一次閃絡(luò)之后，電源需要大約Q周波才能將負(fù)載電容充電到全電壓。一般來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)裝置的過(guò)載保護(hù)在達(dá)到該值之前就已投入運(yùn)行。
4、串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的調(diào)諧
通過(guò)調(diào)整堆芯的氣隙，使堆芯完全關(guān)閉時(shí)的電感從最大值持續(xù)變化到堆芯完全打開(kāi)時(shí)的最小值(通常，電抗器可以在4%~90%的堆芯氣隙范圍內(nèi)調(diào)諧)。當(dāng)電抗器電感等于電路電容時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到諧振。在這里ωL=1/ωC式中：l為電抗器電感;c為負(fù)載電容;ω為角頻率(ω=2πf，f為輸入電源頻率)。
