串聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)
串聯(lián)諧振特點(diǎn):電路呈純電阻性,端電壓和總電流同相,此時(shí)阻抗最小,電流最大,在電感和電容上可能產(chǎn)生比電源電壓大很多倍的高電壓,因此串聯(lián)諧振也稱電壓諧振。在電力工程上,由于串聯(lián)諧振會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓、大電流,以致?lián)p壞電氣設(shè)備,所以要避免串聯(lián)諧振。
串聯(lián)諧振電路
在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中,電路兩端的電壓與其中電流相位一般是不同的。如果調(diào)節(jié)電路元件(L或C)的參數(shù)或電源頻率,可以使它們相位相同,整個(gè)電路呈現(xiàn)為純電阻性。電路達(dá)到這種狀態(tài)稱之為諧振。在諧振狀態(tài)下,電路的總阻抗達(dá)到極值或近似達(dá)到極值。按電路聯(lián)接的不同,有串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩種??茖W(xué)和應(yīng)用技術(shù)上應(yīng)充分利用諧振的特征,同時(shí)又要預(yù)防它所產(chǎn)生的危害。
串聯(lián)諧振電路特點(diǎn):
a.電路阻抗Z最小,且為純電阻,及Z=R。
b.電路中的電流I達(dá)到最大值,且與電源電壓相同。
電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)的電流稱為諧振電流,用Io表示,當(dāng)電源電壓一定時(shí):
可根據(jù)RLC串聯(lián)電路的電流是否達(dá)到最大來(lái)判斷是否發(fā)生了串聯(lián)諧振。
c.L、C上電壓大小相等,方向相反,相互抵消。
因此串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振,諧振時(shí)電感和電容兩端的等效阻抗為0,相當(dāng)于短路。
d.電阻上的電壓等于電源電壓,達(dá)到最大值。
e.功率
有功功率:電源發(fā)出的功率及時(shí)電路電阻消耗的功率,且功率最大
無(wú)功功率:諧振時(shí),電路不從外部吸收無(wú)功功率。但電路內(nèi)部的電感和電容之間周期性的進(jìn)行磁場(chǎng)能量與電場(chǎng)能量的交換。
串聯(lián)諧振產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn):
1. 所需電源容量大大減小。XB-f系列串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置是利用諧振電抗器和被試品電容產(chǎn)生諧振,從而得到所需高電壓和大電流的,在整個(gè)系統(tǒng)中,電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分,因此,試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q倍(Q為品質(zhì)因素)。
2. 設(shè)備的重量和體積大大減小。串聯(lián)諧振電源中,不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器,而且,諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的1/Q,使得系統(tǒng)重量和體積大大減小,一般為普通試驗(yàn)裝置的1/5——1/10。
3. 改善輸出電壓波形。諧振電源是諧振式濾波電路,能改善輸出電壓的波形畸變,獲得很好的正弦波,有效地防止了諧波峰值引起的對(duì)被試品的誤擊穿。
4. 防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在諧振狀態(tài),當(dāng)被試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí),電路立即脫諧(電容量變化,不滿足諧振條件),回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。而采用并聯(lián)諧振或者傳統(tǒng)試驗(yàn)變壓器的方式進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí),擊穿電流立即上升幾十倍,兩者相比,短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。所以,串聯(lián)諧振能有效地找到絕緣弱點(diǎn),又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。
5. 不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。被試品發(fā)生擊穿閃絡(luò)時(shí),因失去諧振條件,高電壓也立即消失,電弧立刻熄滅,裝置的保護(hù)回路動(dòng)作,切斷輸出。