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串联谐振和并联(lián)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(chéng)电力设备(bèi)有限公司专业从事开发,研制,生(shēng)产和销售变频串联谐振试验装置等(děng)电气测试设备(bèi),电力系统综合自(zì)动化及智(zhì)能仪器仪表的(de)生产型高新技术企业。针(zhēn)对串联谐振和并联谐振的区别,详细整理主要有以下(xià)六大不同:
       区别一:负载谐振方式不同(tóng)。
       串联(lián)谐(xié)振和并联谐振的(de)负载谐(xié)振方(fāng)式可分为(wéi)串联逆变器和并联逆变器两种类型,这两种类型的(de)不同在(zài)于它们的技术特点震荡电路不同,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(zhǒng)类型的的负载电(diàn)路对电源呈现出来的阻抗率也不同。串联逆变器呈低阻抗,并联逆变器呈高阻抗。当串联逆变器呈低阻抗时,就要求(qiú)电压源供电,这样会导致经整流和滤波的直流电源(yuán)末端,必须并接大的滤波电容器。当(dāng)逆变失败会导致浪涌电流变大,造成保(bǎo)护困难。当并联逆变器呈高阻抗时,就要求由电流源供电,这样就需要串接大的电(diàn)抗器在直流电源的末端。但是(shì)这样在逆变失败的时候(hòu),比较容易保护,原因是电流(liú)受到大电抗的(de)限制,冲击不大。
        区别二:输入方式(shì)和供电方(fāng)式(shì)不同。
        串联逆变器的输(shū)入是电压恒定,恒压源供电,并联逆变器的输入是电流恒定,恒流源供电。
        当串联逆变器输入电(diàn)压恒定时的现象:输出电(diàn)流接(jiē)近正弦(xián)波,输出电压为矩形(xíng)波,电流总是超前电压一φ角,原因是晶闸管上电流过零以后(hòu)再进行换流。
        当并联逆变器输入(rù)电流恒定时的现象:输出电流为矩形(xíng)波,输出电压接近正弦波,负载电流总是会前于电压一φ角,原因是谐振电容器上电压过零以前进行换流。两(liǎng)者都是工作在(zài)容性负载状态。
        串联逆变器为恒源供电。换流时必(bì)须确保先关断,再开通,避免因逆变器的上、下桥臂晶闸同事导通而造成(chéng)电源短路。也就(jiù)是需要有一段时间(t)让所有晶(jīng)闸管(guǎn)和其他电力电子器件(jiàn)都保持(chí)关断的状态。这时的从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(yào)选择适合的器件的(de)浪涌电压吸收电路。为了避(bì)免晶闸管受换流电容器上高(gāo)电压的影响,也为了保证负载电流的连续,关断状态(tài)期间,必须在晶闸管两端反并联快速(sù)二极管。
        并联逆变器为恒流供电(diàn)。在换流时逆变(biàn)器上、下桥臂晶闸管必须确保先开通后关断。也(yě)就是在换流时需要保证所有晶闸管都在一个导通(tōng)的状态下。以确保滤波电抗(kàng)Ld上产生大的感生电势,电流必(bì)须连续。由于Ld足够大,就算逆变桥臂是直通的,也不会造成直流电源短路。但是如何换流时(shí)间过长,则会导致系统效率降低,所以要缩短ty,也就是(shì)减小Lk值。
        区别三:工作频率和功(gōng)率调(diào)节方式不同。
        串联逆变器为了避免因逆(nì)变器上、下桥臂(bì)直通而导致换流的失败,需要确保有合适的t时间,所以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管间换流失败,要(yào)确保有合适的反压时间t,它的工作频率必须略高于(yú)负载电路的固有振荡(dàng)频率,但是(shì)高的太多也不允许的,因为这样会导致在换(huàn)流晶闸管承受的反向电压会太高。
        功(gōng)率调节方式的不同在于串联逆变器(qì)是(shì)改变(biàn)直流(liú)电源电压Ud或者是改变晶闸管的触发频率,也(yě)就(jiù)是改变负载功率因数(shù)cosφ。
        而并联逆变器只能是改变直流电源(yuán)电(diàn)压Ud。改变cosφ虽然也能使逆变输(shū)出电(diàn)压升高(gāo)和功率增(zēng)大,但是(shì)可以调节的范围变小。
        区别四:晶闸管的工作状态不同(tóng)。
        晶闸管(guǎn)的工作状态不同(tóng)包括了关断状态、所需承受的电压、触(chù)发脉冲、他激自(zì)激工作状态的不同。当在(zài)换流(liú)时,串联逆变器的晶闸管是自(zì)然关断的,关断的晶闸管受反压的时间(t+tγ)较长(zhǎng)。在关断前,它的电流已经渐渐减小归零,所以关(guān)断时间短,损耗也小。而并联逆(nì)变器的晶闸管是在全电流运行中被强迫关断(duàn)的,所以它的(de)电流被迫降至归零时还需要加一(yī)段反压时间,它的关断时间也会更长一(yī)些。两者(zhě)比较,串联逆变(biàn)器在工作频率较高的感应加(jiā)热装置中更加适合使用。
        串联逆变器的晶闸管需要承(chéng)受的电压较低,并联逆变器的则需要承受高(gāo)电压(yā)。串联逆变器承受(shòu)低电压,当用380V电网供电(diàn),采用1200V的晶闸管就可以,但包括有功和无功分(fèn)量的全部(bù)负载电路的电流(liú),都(dōu)要(yào)流过晶闸管。逆(nì)变晶闸(zhá)管丢失脉冲,会让振荡停止,但(dàn)不会造成逆变颠(diān)覆。
        并联逆变器承受高电压(yā),其值随功率因数角φ增大,而快速增加。但只有有功电流流过逆(nì)变(biàn)晶闸管,负载本身则构成振荡电流回路,而且逆变晶闸管(guǎn)在偶而丢失触发脉(mò)冲(chōng)的情况下(xià),仍然可以维持振荡,更(gèng)加稳定。
        串联逆变器可以自激和他激工作。他激(jī)工作时,只需要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中。
        在晶闸管触发脉冲不对称的情况下,串(chuàn)联逆(nì)变器不会引入直流成分的电流从而影响正常运行。并联逆变器则会引入直流成分的电流从而引起故障。
        串联逆变器中的晶闸(zhá)管承受矩形波电压,所以du/dt值较大(dà),吸收电路起了关键作(zuò)用,而对其di/dt要求较低。并联逆变器中,流过逆变晶闸(zhá)管的电流是矩形波,所以要求大的di/dt,而对du/dt的要求会(huì)低(dī)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(chuàn)联逆变器由于它(tā)起动容易,所以适合(hé)在频繁起动工作(zuò)场合中使用。而并联逆变器起动比较困难,因为它需要附加起(qǐ)动电路。
        在串联逆变器中以下情(qíng)况对输出功率影响较小:感应加热线圈与逆变电源(包括槽路电容(róng)器)的距(jù)离远。以下情况对输出功率(lǜ)几乎没影响:采用同轴电缆或者将来回线(xiàn)尽量靠近甚至是绞在一起敷设(shè)的(de)效果更好。串联逆变(biàn)器感(gǎn)应线圈上的电压和槽路电容器上的电压,都(dōu)为(wéi)逆变器输出电(diàn)压的Q倍(bèi),流过感应线圈上的电流,等于逆变器的输出电流。
        在并联逆变器中以(yǐ)下情况对功率输(shū)出(chū)和效率都会很大(dà)程度上降(jiàng)低:如果不把(bǎ)感应加热线圈尽量靠(kào)近电源特(tè)别(bié)是槽(cáo)路电容器的话(huà)。并联(lián)逆变器的感应线圈和槽(cáo)路电容器上的电压,都等于逆变器的输出电压,而流过它(tā)们的电流,则都是逆变器输出(chū)电流的Q倍。
         区别六:当外来频率加(jiā)于电路时(shí),特性不同。
         当外来频率加于一并联谐振(zhèn)电路时,它(tā)的特性:
        1.当外加频率等于其(qí)谐振频率时其电(diàn)路阻抗呈纯电阻性,且有最大值,它这个特性在实际应用中叫做选频电路。
        2.当外加频率高于其谐振频率时,电路阻(zǔ)抗(kàng)呈容性,相当于一个电容。
        3.当(dāng)外加频(pín)率低于其谐振频率时,这(zhè)时电路呈感性,相当于(yú)一个电感线(xiàn)圈。
        所以当串联或并联谐振电路不是调节在(zài)信号频率点时,信号通过它将会产(chǎn)生相移(即相位失真)
        当外来频率加于一串联谐振电路时,它的(de)特性:
        1.当外加频率等于其谐振频率时(shí)其电路阻抗呈纯电阻性,且有最少值,它这个特性在实际应用中叫做陷波(bō)器。
        2.当(dāng)外加频率高于其(qí)谐振频率时,电路阻抗呈感性,相当于一个电(diàn)感(gǎn)线圈。
        3.当(dāng)外加频率低于其谐振频率(lǜ)时,这时电路呈容(róng)性,相当(dāng)于一个电容。
湖北仪天成电力设备有限公(gōng)司
2019-8-23
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