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串联谐振和并联谐振的区别详解(jiě)六大不同之处

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来源:仪天成电力  时间:2019/08/23  阅读:
       湖北仪天成电(diàn)力设备(bèi)有限(xiàn)公司专业从事开发,研制,生产(chǎn)和销售变频串联(lián)谐振试验装置等电气测试设备(bèi),电力系(xì)统综(zōng)合自动化及智能仪(yí)器仪表的生产型高新(xīn)技术企业(yè)。针对串联谐振和并联谐(xié)振的区别,详细整理主要有以下六大不同(tóng):
       区别一:负载谐振方式不同。
       串联谐振和并联(lián)谐振的负(fù)载(zǎi)谐振方式可分为串联逆(nì)变器和并联逆变器两种(zhǒng)类型,这两种类型的不(bú)同(tóng)在于(yú)它们的技术特点震荡(dàng)电路不同,串联逆变器是用L、R和C串联,并联逆变器是用L、R和C并联。
       这两种类型(xíng)的的负载电路对电源呈现出来的阻抗率也不同。串联逆变器(qì)呈低阻抗,并联逆变器呈(chéng)高阻抗。当串联逆变器呈低阻(zǔ)抗时,就(jiù)要求电压源供(gòng)电,这样会导致经整流和滤波的直流电源末端,必须(xū)并接大的滤波电容器。当逆(nì)变失败会导致浪涌电流变大(dà),造成保(bǎo)护困(kùn)难(nán)。当并(bìng)联逆变器呈高阻抗时,就要求由电流(liú)源供电(diàn),这样就需要(yào)串接(jiē)大的电抗器在直流电(diàn)源的末端。但是这样在逆变失败的(de)时候,比较容易保护,原因是电流受到大电抗的限制,冲击不大。
        区别(bié)二:输入方式和供电方式不同。
        串联逆变器(qì)的输入是电压恒定,恒压源供电(diàn),并联逆变器的输入是电流恒定,恒流源供电。
        当串联(lián)逆变(biàn)器输入电压恒(héng)定时的现象:输出电流接(jiē)近正弦波,输出电压为矩形波,电流总是超前电压一φ角,原因是晶闸(zhá)管(guǎn)上电流过零以后再进行换流。
        当并联逆变器输入电流恒(héng)定时的现象:输出(chū)电流为矩形波(bō),输出(chū)电(diàn)压接近正(zhèng)弦(xián)波,负载电流总(zǒng)是会前于(yú)电压一(yī)φ角,原因是谐振电容器上电压过零以前进行换流。两者都是工(gōng)作在容性负(fù)载状态。
        串联逆(nì)变(biàn)器为恒源(yuán)供电。换流时(shí)必须确保(bǎo)先关断,再开通,避免因逆变器的上、下桥臂晶闸同事导(dǎo)通而造成电源短路。也就是需要有一段时间(t)让所有(yǒu)晶闸管和其他电力电子器件都保持关断的状态。这(zhè)时的从(cóng)直流端到器件的引线电感上所产生的感生电势统称(chēng)杂散电感,可能会损坏器件,所以要选择适合的器件(jiàn)的浪涌电压吸收(shōu)电路(lù)。为了避免晶(jīng)闸管受换流电容器上高电压的影响,也为了保证负载电流的连续,关断状态期间,必须在晶闸管两端反并联(lián)快速二极管。
        并联逆(nì)变器为恒流供电。在换流时逆变器(qì)上、下桥臂晶闸管(guǎn)必须确保先开通后关断。也就是(shì)在换流时需要(yào)保证所有晶闸管都在一个导通的状态下。以确保滤波电抗Ld上产生大的(de)感生电势,电(diàn)流必须连续(xù)。由(yóu)于Ld足够大,就算逆变桥臂是(shì)直通(tōng)的,也不会造成直流电源短路。但是如何换流时间过长,则(zé)会导致(zhì)系(xì)统效(xiào)率降低,所以要缩短ty,也就是减小Lk值。
        区别三(sān):工作频率和功率调节方式不同。
        串联逆变(biàn)器为(wéi)了避免因逆变器上、下桥臂直通而导致换流的失败,需要确保有合适的t时间,所以(yǐ)工作频率必须低于负载电路的固有振荡频率。
        而并联逆变器为了避免晶闸(zhá)管间换流(liú)失(shī)败,要确保有合(hé)适的反压时间t,它的工作频率必须略高于负载电(diàn)路的固有(yǒu)振荡频率,但是高的太多(duō)也不允(yǔn)许的,因为这样会导致在换流晶(jīng)闸管承(chéng)受的反向电(diàn)压(yā)会太高。
        功率调节(jiē)方式的不同在于(yú)串联逆变器是改变直流电源电压Ud或者是改变晶闸管的触发频率,也就是改变负载功率因数cosφ。
        而并联逆变(biàn)器只能是改变(biàn)直流电源电压Ud。改变cosφ虽(suī)然也能使逆变输出电压(yā)升高和功(gōng)率增大,但是可以调节的范围变小。
        区别四:晶闸管(guǎn)的工作状态不同。
        晶闸管的(de)工作状态不同包括了关断状态(tài)、所需承受(shòu)的电压、触发脉冲、他激自激工作状态的不同。当在换流时,串联逆变器的(de)晶闸(zhá)管是自然关断的,关断的晶闸管受反压的时间(t+tγ)较长。在关断前,它的电流(liú)已(yǐ)经渐渐减小归零,所以关断时间短,损耗也小。而并联逆变器的晶闸管是在全电流运行中(zhōng)被强迫关断的,所以它的电流被迫降至归零时(shí)还需要(yào)加一段反压时间,它的关断时间也会更长一些。两者比较,串联逆变器在工作频率较高的感应加热装(zhuāng)置(zhì)中更加适合使用。
        串(chuàn)联(lián)逆变器(qì)的晶闸管需要(yào)承受的电压较(jiào)低,并联逆变(biàn)器的则需要承受高电压。串联逆变器承受低电压,当用380V电网(wǎng)供电,采用1200V的晶闸管就可以(yǐ),但包括有功和(hé)无功(gōng)分量(liàng)的全(quán)部负载电路的电流,都要流过晶闸管。逆变晶闸管丢失脉冲,会让振荡停止,但不会造成逆变颠覆。
        并联逆变器承受高电压,其值(zhí)随功率(lǜ)因数(shù)角φ增大,而快速增加。但只有有功电(diàn)流流过逆变晶闸管,负载本身则构成振(zhèn)荡电流回路,而且逆变晶闸管在偶而丢失触发脉冲的情况下,仍然可以维持振荡,更加稳(wěn)定。
        串联逆(nì)变器可以自激和他激工(gōng)作。他激工作(zuò)时,只需要(yào)改变逆变触发脉冲频率,就可调节输出功率;而并联逆变器多数情况下只能工作在自激状态(tài)中。
        在晶闸管触发脉冲不对称的情况下(xià),串联逆变(biàn)器不会引入直流成分的电(diàn)流从而影(yǐng)响正常运行。并联逆变器则会(huì)引入直流成分的电流从而引(yǐn)起故障。
        串联逆变器中的晶闸(zhá)管承受矩形波电压,所以du/dt值较(jiào)大,吸收电路起了关键作用,而对(duì)其di/dt要(yào)求(qiú)较低。并联逆变器中(zhōng),流过逆变晶闸管的电流是矩形波,所以要求(qiú)大的di/dt,而对du/dt的要(yào)求会低一些。
        区别五:起动难易程度和感应线(xiàn)圈的工作影响不同。
        串联逆变器由于它起动容易,所以适(shì)合在频繁起动工作场合中使用。而(ér)并联逆变器起动比较困(kùn)难,因为它(tā)需要附加起动电路。
        在串联逆变器中以下情况对输出(chū)功率影(yǐng)响较小:感应加(jiā)热线圈与(yǔ)逆变(biàn)电源(包括槽路电容器)的距离远(yuǎn)。以下情况(kuàng)对输出功率几乎没影响:采用同(tóng)轴电缆或者将来回线尽量靠近甚至是绞在一起敷设的效果更好。串联逆变器感应线圈上的电压和槽路电容器上的电压(yā),都为逆变器输出电压的Q倍,流(liú)过感应(yīng)线圈上(shàng)的电流,等于逆变器的输出电流。
        在并联逆变器中以下(xià)情况对功率输出和效率都会很大程度上(shàng)降低:如果(guǒ)不(bú)把(bǎ)感应加热(rè)线圈尽量靠近电源特(tè)别是槽路(lù)电容器的话。并联(lián)逆变器的感应线圈和槽路电容器上的电压,都等于(yú)逆变器的(de)输出电压(yā),而流过它们的电(diàn)流,则都是逆变器输出电流的Q倍。
         区别六:当外来频率加于电路时,特性不同。
         当外来频率加于一(yī)并联谐振电路时,它的特性:
        1.当外加频率等于其谐振频率(lǜ)时其电路阻抗呈(chéng)纯电阻性,且有最(zuì)大值(zhí),它这个特性在实际应用中叫做选频电路(lù)。
        2.当外加频率高于(yú)其谐振频率时,电路阻抗呈容(róng)性,相当于(yú)一个电容。
        3.当外加频率低于其谐(xié)振(zhèn)频率时,这时电路呈感性,相当于一个电感线圈(quān)。
        所以当串(chuàn)联或并联(lián)谐振电路不是调节在信号频率点时,信号通过它将会产(chǎn)生相移(即(jí)相(xiàng)位失真(zhēn))
        当外来频率加于一串联(lián)谐(xié)振电路时,它的特性:
        1.当外加频(pín)率等于其谐振频率时其电路阻抗呈纯电阻(zǔ)性(xìng),且有最少值,它(tā)这个特性(xìng)在(zài)实际(jì)应用中叫做陷波(bō)器。
        2.当外加频率高于其谐振频率时(shí),电路阻抗(kàng)呈感性,相当于一个电感线圈。
        3.当外加频率低于其(qí)谐振频率时,这时电路呈容性,相当(dāng)于一个电容。
湖北仪天成电力设备有限公司
2019-8-23
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