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串联谐振和并联串联谐振的特点和区别

2021-09-08 10:55782

在由电阻、电容和电感组成的串联电源电路中,开关电源、工作电压和电流是异相的,这就是所谓的串-串谐振。其特点是:电源电路为纯阻性,开关电源、工作电压和电流异相,电感X等于0,特性阻抗Z相当于电阻r,此时电源电路的特性阻抗小,电流大,可能会在电感和电容上造成数倍于电源电压的高压。


因此,串联谐振的工作电压与原工作电压累加,并联串联谐振:在有电阻、电容、电感的并联电源电路中,出现端电压与电路总电流的相位差,称为并联串联谐振。其特点是并联串联谐振是一种彻底的补偿,开关电源不需要显示无功负载,只显示电阻的功率因数。串联谐振时,电源电路的总电流最小,而回路电流通常超过电源电路中的总电流。


因此,串联谐振和并联串联谐振的特点和区别;

1、从负载串联谐振法的划分来看,可以分为并联逆变器和串联逆变器两大类。串联逆变器和并联逆变器的主要技术特征和区别如下:

串联逆变器和并联逆变器的区别来自于它们常用的谐振电路的不同。前者与L、R、C串联,后者与L、R、C并联



(1)串联逆变器的负载电源电路对开关电源表现出低的特性阻抗,并规定由电压源向系统供电。因此,一个大的滤波功率电容通过整流器和滤波器与DC稳压电源的末端并联。逆变器供电不成功时,浪涌保护器电流大,难以维护。


并联逆变器的负载电源电路对开关电源表现出高特性阻抗,因此需要在DC稳压电源的末端串联一个大的串联电抗器。但逆变器供电不成功时,由于电流受大电感限制,影响不大,容易维护。


(2)串联逆变器输入工作电压稳定,输出电压为矩形框波,输出电流类似正弦波,晶闸管上的电流过零后进行换向,所以电流始终领先工作电压角。

并联逆变器输入电流稳定,输出电压类似正弦波,输出电流为矩形框波。换向是在串联谐振电力电容器上的工作电压过零之前进行的,负载电流总是领先工作电压一个角。换句话说,两者都处于可溶负荷工作状态。


(3)串联逆变器为恒压供电系统。为了防止逆变器的上下桥臂晶闸管通断,导致电源短路,需要在换相时先关断再导通。即所有晶闸管(电力工程的其他电子元件)都要关断一段时间(t)。此时杂散电感,即直流端对元器件线电感产生的感应电流电位差,很可能破坏元器件,因此选择合适元器件的脉冲电流消化吸收供电电路。此外,在晶闸管闭合期间,为了保证连续的负载电流,保护晶闸管不受换流功率电容的高压影响,在晶闸管的两侧反并联快速二极管。


并联逆变器是一种DC供电系统。为了防止滤波电感Ld上的大感应电流电位差,电流继续。换句话说,在换向过程中,确保逆变器上、下支路的晶闸管先导通后关断


(4)串联逆变器的输出功率小于负载供电电路的原振荡频率,即要保证一个合适的T时间,否则由于逆变器上下桥臂直接相连,换相会不成功。

并联逆变器的输出功率略高于负载供电电路的原振荡频率,以保证合适的背压时间t,否则晶闸管之间的换相不成功;但是如果太高,晶闸管的反向工作电压在换相时会太高,这是不允许的。


(5)调节串联逆变器输出功率有两种方式:改变DC稳压电源的工作电压Ud或改变晶闸管的开通频率,即改变负载功率因数cos。

通常,调节并联逆变器输出功率的唯一方法是改变DC稳压电源的工作电压Ud。虽然改变cos可以提高输出电压,放大逆变电源的输出功率,但允许的调整范围很小。


(6)串联逆变器换相时,晶闸管自然关断,其电流在关断前已缓慢降至零,因此关断时间短,损耗小。在换向期间,闭合晶闸管的时间(t  t)较长。

并联逆变器在换相时,晶闸管在全电流运行时被强制关断,电流被强制降为零后会加上一段反向电压,因此关断时间较长。相比之下,串联逆变器更适合输出功率较高的电磁感应加热设备。


(7)串联逆变器的晶闸管需要承受较低的工作电压。当使用220伏电网供电系统时,可以使用1200伏晶闸管,但负载电源电路的所有电流,包括有功功率和无功功率,都需要通过晶闸管。逆变器的晶闸管单脉冲丢失总是使振荡停止,不容易造成逆变器倾覆。


并联逆变器的晶闸管所需承担的工作电压高,其值随功率因数角φ扩大,而快速提升。但负荷自身组成震荡电流控制回路,仅有有功功率电流穿过逆变电源晶闸管,并且逆变电源晶闸管偶尔遗失开启单脉冲时,仍可保持震荡,工作中相对稳定。


(8)串联逆变器能够自激振荡工作中,还可以他激工作中。他激工作中时,只需更改逆变电源开启单脉冲頻率,就可以调整功率;而并联逆变器一般只有工作中在自激振荡情况。


(9)在串联逆变器中,晶闸管的开启单脉冲不一样,不容易引进直流电成份电流而危害一切正常运作;而在并联逆变器中,逆变电源晶闸管的开启单脉冲不一样,则会引进直流电成份电流而造成常见故障。


(10)串联逆变器启动非常容易,适用经常启动工作中的场所;而并联逆变器需额外启动电源电路,启动比较艰难。


(11)串联逆变器中的晶闸管因为承担矩形框波工作电压,故du/dt值很大,消化吸收电源电路起着主导作用。
在并联逆变器中,穿过逆变电源晶闸管的电流是矩形框波,因此规定大的di/dt,而对du/dt的规定则低一些。


(12)串联逆变器的电磁感应加热电磁线圈与变频电源(包含槽路电力电容器)的远距离时,对功率的危害较小。假如选用同轴线或将往返线尽可能挨近(扭绞在一起更强)铺设,则基本上沒有危害。而对并联逆变器而言,电磁感应加热电磁线圈应尽可能挨近开关电源(尤其是槽路电力电容器),不然输出功率輸出和高效率都是会大幅度减少。


(13)串联逆变器磁感应电磁线圈上的工作电压和槽路电力电容器上的工作电压,都为逆变器输出电压的Q倍,穿过磁感应电磁线圈上的电流,相当于逆变器的輸出电流。


并联逆变器的磁感应电磁线圈和槽路电力电容器上的工作电压,都相当于逆变器的输出电压,而穿过他们的电流,则全是逆变器輸出电流的Q倍。

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