变频串联谐振原理及原理分析
作者:武汉鼎升电力自动化有限责任公司时间:2016-06-21 我要发布
一、变频串联谐振原理
串联谐振原理:串联谐振试验,变频串联谐振装置是运用串联谐振原理,利用励磁变压器激发串联谐振回路,调节变频控制器的输出频率,使回路电感L和试品C串联谐振,谐振电压即为加到试品上电压。DAXZ串联谐振试验,变频串联谐振装置主要由变频控制器,励磁变压器,高压电抗器,高压分压器等组成。变频控制器又分两大类,20KW及以上为控制台式,20KW以下为便携箱式;它由控制器和滤波器组成。变频控制器主要作用是把幅值和频率都固定的380V或200V工频正弦交流电转变为幅值和频率可调的正弦波。并为整套设备提供电源。励磁变压器的作用是将变频电源输出的电压升到合适的试验电压。高压电抗器L是谐振回路重要部件,当电源频率等于1/(2π√LCX)时,它与被试品CX发生串联谐振。
串联谐振、串联谐振试验、串联谐振耐压试验装置适用于电力电缆串联谐振、电力变压器串联谐振、发电机组(水力发电机或火力发 电机组)、电机串联谐振、开关柜串联谐振、GIS开关等大容量,高电压的电容性试品的交接和预防性试验。鼎升电力可根据客户需求制造10KV、35KV、110KV、220KV、500KV电压等级的串联谐振试验装置。
二、变频串联谐振原理分析
变频串联谐振原理分析如下,在电阻、电感及电容所组成的串联电路中,当容抗与感抗相等时,电路中的电压与电流相位相同,电路呈现纯电阻性,此即为串联谐振[3]。当电路发生串联谐振时,电路的阻抗Z=R,此时回路总阻抗值最小,回路电流最大值。所示为电感和电容元件串联组成的一端口网络,其等效阻抗,当发生谐振时,其端口电压与电流同相位,即,由此可推得谐振角频率和谐振频率分别为,。定义谐振时的感抗或容抗 为特性阻抗ρ,则特性阻抗ρ与电阻R的比值即为品质因数Q。
电路谐振时阻抗值最小,当端口电压一定时,电路电流将达到最大值,所示,且该值的大小仅与电阻的阻值有关而与电感和电容无关。谐振时电感电压与电容电压数值相等、相位相反,为总电压的Q倍[4],即。RLC串联电路的电流是电源频率的函数,即在电路的电感L、电容C和电源电压US不变的情况下,不同的R值得到不同的Q值,所示为不同Q值时的电流幅频特性曲线。
为了研究电路参数对谐振特性的影响,通常采用通用谐振曲线,所示为串联谐振电路的通用谐振曲线。通用谐振曲线的形状只与Q值有关,且曲线形状越尖锐,电路的选频性能越好。幅值大于峰值的0.707倍所对应的频率范围为通带宽,理论推导可得,由该式可知通带宽与品质因数成反比。