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串聯諧振和并聯串聯諧振的特點和區別

2021-09-08 10:55150

在由電阻、電容和電感組成的串聯電源電路中,開關電源、工作電壓和電流是異相的,這就是所謂的串-串諧振。其特點是:電源電路為純阻性,開關電源、工作電壓和電流異相,電感X等于0,特性阻抗Z相當于電阻r,此時電源電路的特性阻抗小,電流大,可能會在電感和電容上造成數倍于電源電壓的高壓。


因此,串聯諧振的工作電壓與原工作電壓累加,并聯串聯諧振:在有電阻、電容、電感的并聯電源電路中,出現端電壓與電路總電流的相位差,稱為并聯串聯諧振。其特點是并聯串聯諧振是一種徹底的補償,開關電源不需要顯示無功負載,只顯示電阻的功率因數。串聯諧振時,電源電路的總電流最小,而回路電流通常超過電源電路中的總電流。


因此,串聯諧振和并聯串聯諧振的特點和區別;

1、從負載串聯諧振法的劃分來看,可以分為并聯逆變器和串聯逆變器兩大類。串聯逆變器和并聯逆變器的主要技術特征和區別如下:

串聯逆變器和并聯逆變器的區別來自于它們常用的諧振電路的不同。前者與L、R、C串聯,后者與L、R、C并聯



(1)串聯逆變器的負載電源電路對開關電源表現出低的特性阻抗,并規定由電壓源向系統供電。因此,一個大的濾波功率電容通過整流器和濾波器與DC穩壓電源的末端并聯。逆變器供電不成功時,浪涌保護器電流大,難以維護。


并聯逆變器的負載電源電路對開關電源表現出高特性阻抗,因此需要在DC穩壓電源的末端串聯一個大的串聯電抗器。但逆變器供電不成功時,由于電流受大電感限制,影響不大,容易維護。


(2)串聯逆變器輸入工作電壓穩定,輸出電壓為矩形框波,輸出電流類似正弦波,晶閘管上的電流過零后進行換向,所以電流始終領先工作電壓角。

并聯逆變器輸入電流穩定,輸出電壓類似正弦波,輸出電流為矩形框波。換向是在串聯諧振電力電容器上的工作電壓過零之前進行的,負載電流總是領先工作電壓一個角。換句話說,兩者都處于可溶負荷工作狀態。


(3)串聯逆變器為恒壓供電系統。為了防止逆變器的上下橋臂晶閘管通斷,導致電源短路,需要在換相時先關斷再導通。即所有晶閘管(電力工程的其他電子元件)都要關斷一段時間(t)。此時雜散電感,即直流端對元器件線電感產生的感應電流電位差,很可能破壞元器件,因此選擇合適元器件的脈沖電流消化吸收供電電路。此外,在晶閘管閉合期間,為了保證連續的負載電流,保護晶閘管不受換流功率電容的高壓影響,在晶閘管的兩側反并聯快速二極管。


并聯逆變器是一種DC供電系統。為了防止濾波電感Ld上的大感應電流電位差,電流繼續。換句話說,在換向過程中,確保逆變器上、下支路的晶閘管先導通后關斷


(4)串聯逆變器的輸出功率小于負載供電電路的原振蕩頻率,即要保證一個合適的T時間,否則由于逆變器上下橋臂直接相連,換相會不成功。

并聯逆變器的輸出功率略高于負載供電電路的原振蕩頻率,以保證合適的背壓時間t,否則晶閘管之間的換相不成功;但是如果太高,晶閘管的反向工作電壓在換相時會太高,這是不允許的。


(5)調節串聯逆變器輸出功率有兩種方式:改變DC穩壓電源的工作電壓Ud或改變晶閘管的開通頻率,即改變負載功率因數cos。

通常,調節并聯逆變器輸出功率的唯一方法是改變DC穩壓電源的工作電壓Ud。雖然改變cos可以提高輸出電壓,放大逆變電源的輸出功率,但允許的調整范圍很小。


(6)串聯逆變器換相時,晶閘管自然關斷,其電流在關斷前已緩慢降至零,因此關斷時間短,損耗小。在換向期間,閉合晶閘管的時間(t ?t)較長。

并聯逆變器在換相時,晶閘管在全電流運行時被強制關斷,電流被強制降為零后會加上一段反向電壓,因此關斷時間較長。相比之下,串聯逆變器更適合輸出功率較高的電磁感應加熱設備。


(7)串聯逆變器的晶閘管需要承受較低的工作電壓。當使用220伏電網供電系統時,可以使用1200伏晶閘管,但負載電源電路的所有電流,包括有功功率和無功功率,都需要通過晶閘管。逆變器的晶閘管單脈沖丟失總是使振蕩停止,不容易造成逆變器傾覆。


并聯逆變器的晶閘管所需承擔的工作電壓高,其值隨功率因數角φ擴大,而快速提升。但負荷自身組成震蕩電流控制回路,僅有有功功率電流穿過逆變電源晶閘管,并且逆變電源晶閘管偶爾遺失開啟單脈沖時,仍可保持震蕩,工作中相對穩定。


(8)串聯逆變器能夠自激振蕩工作中,還可以他激工作中。他激工作中時,只需更改逆變電源開啟單脈沖頻率,就可以調整功率;而并聯逆變器一般只有工作中在自激振蕩情況。


(9)在串聯逆變器中,晶閘管的開啟單脈沖不一樣,不容易引進直流電成份電流而危害一切正常運作;而在并聯逆變器中,逆變電源晶閘管的開啟單脈沖不一樣,則會引進直流電成份電流而造成常見故障。


(10)串聯逆變器啟動非常容易,適用經常啟動工作中的場所;而并聯逆變器需額外啟動電源電路,啟動比較艱難。


(11)串聯逆變器中的晶閘管因為承擔矩形框波工作電壓,故du/dt值很大,消化吸收電源電路起著主導作用。
在并聯逆變器中,穿過逆變電源晶閘管的電流是矩形框波,因此規定大的di/dt,而對du/dt的規定則低一些。


(12)串聯逆變器的電磁感應加熱電磁線圈與變頻電源(包含槽路電力電容器)的遠距離時,對功率的危害較小。假如選用同軸線或將往返線盡可能挨近(扭絞在一起更強)鋪設,則基本上沒有危害。而對并聯逆變器而言,電磁感應加熱電磁線圈應盡可能挨近開關電源(尤其是槽路電力電容器),不然輸出功率輸出和高效率都是會大幅度減少。


(13)串聯逆變器磁感應電磁線圈上的工作電壓和槽路電力電容器上的工作電壓,都為逆變器輸出電壓的Q倍,穿過磁感應電磁線圈上的電流,相當于逆變器的輸出電流。


并聯逆變器的磁感應電磁線圈和槽路電力電容器上的工作電壓,都相當于逆變器的輸出電壓,而穿過他們的電流,則全是逆變器輸出電流的Q倍。

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