華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。
一、串聯(lián)諧振的定義和條件
在電阻、電感、電容串聯(lián)電路中,當電路端電壓和電流同相時(shí),電路呈電阻性,電路的這種狀態(tài)叫做串聯(lián)諧振。
可以先做一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗,如圖8-20所示,將:三個(gè)元件R、L和C與一個(gè)小燈泡串聯(lián),接在頻率可調的正弦交流電源上,并保持電源電壓不變。
實(shí)驗時(shí),將電源頻率逐漸由小調大,發(fā)現小燈泡也慢慢由 暗變亮。當達到某一頻率時(shí),小燈泡最亮,當頻率繼續增加時(shí), 又會(huì )發(fā)現小燈泡又慢慢由亮變暗。小燈泡亮度隨頻率改變而變 化,意味著(zhù)電路中的電流隨頻率而變化。怎么解釋這個(gè)現象呢?
在電路兩端加上正弦電壓U,根據歐姆定律有
二、串聯(lián)諧振的特點(diǎn)
(1)因為串聯(lián)諧振時(shí),LCXX,故諧振時(shí)電路阻抗為
(2)串聯(lián)諧振時(shí),阻抗最小,在電壓U一定時(shí),電流最大,其值為
由于電路呈純電阻,故電流與電源電壓同相,
(3)電阻兩端電壓等于總電壓。電感和電容的電壓相等,其大小為總電壓的Q倍, 即
式中Q為串聯(lián)諧振電路的晶質(zhì)因數,其值為
諧振電路中的品質(zhì)因數,—般可達100左右??梢?jiàn),電感和電容上的電壓比電源電壓大很多倍,故串聯(lián)諧振也叫做電壓諧振,線(xiàn)圈的電阻越小,電路消耗的能量也越小,則表示電路品質(zhì)好,品質(zhì)因數高;若線(xiàn)圈的電感量L越大,儲存的能量也就越多,而損耗一定時(shí),同樣也說(shuō)明,電路品質(zhì)好,品質(zhì)因數高。所以在電子技術(shù)中,由于外來(lái)信號微弱,常常利用串聯(lián)諧振來(lái)獲得一個(gè)與信號電壓頻率相同,但大很多倍的電壓。
(4)諧振時(shí),電能僅供給電路電阻的消耗,電源電路間不發(fā)生能量轉換,而電感與電容間進(jìn)行著(zhù)磁能和電能的轉換。
三、串聯(lián)諧振的應用
在收音機中,常利用串聯(lián)諧振電路來(lái)選擇電臺信號,這個(gè)過(guò)程叫做調諧,如圖8-21(a)所示。圖8-21(b)是它的等效電路。
當各種不同頻率信號的電波在天線(xiàn)上產(chǎn)生感生電流時(shí),電流經(jīng)過(guò)線(xiàn)圈L1感應到線(xiàn)圈L2。如果振蕩電路對某一信號頻率發(fā)生諧振時(shí),回路中該信號的電流最大,則在電容器兩端產(chǎn)生一高于此信號電壓Q倍的電壓CU。而對于其它各種頻率的信號,因為沒(méi)有發(fā)生諧振,在回路中電流很小,從而被電路抑制掉。所以,可以改變電容C,以改變回路的諧振頻率來(lái)選擇所需耍的電臺信號。
各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發(fā)電機及其它容性設備的交流耐壓試驗都必須嚴格按試驗規程定期進(jìn)行。在工頻條件下,由于被試品電容量較大,或者試驗電壓要求較高,對試驗裝置的電源容量相應的也有較高的要求,傳統的工頻耐壓裝置往往單件體積大,重量重,不便于現場(chǎng)搬運,而且不便于任意組合,靈活性較差。比較好的方法是采用串聯(lián)諧振的方法進(jìn)行耐壓試驗。諧振裝置既可滿(mǎn)足高電壓、小電流的設備試驗條件要求,又可滿(mǎn)足低電壓、大電流的設備試驗條件要求,具有較寬的適用范圍
諧振裝置工作原理
諧振裝置主要由變頻控制器,勵磁變壓器,高壓電抗器,高壓分壓器等組成。變頻控制器又分兩大類(lèi),20KW及以上為控制臺式,20KW以下為便攜箱式;它由控制器和濾波器組成。變頻控制器主要作用是把幅值和頻率都固定的380V或200V工頻正弦交流電轉變?yōu)榉岛皖l率可調的正弦波。并為整套設備提供電源。勵磁變壓器的作用是將變頻電源輸出的電壓升到合適的試驗電壓。高壓電抗器L是諧振回路重要部件,當電源頻率等于1/(2π√LCX)時(shí),它與被試品CX發(fā)生串聯(lián)諧振。
諧振裝置工作原理圖
例:35kV/300mm2電纜1000m,電容量≤0.19μF,試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV。頻率取43Hz,
試驗電流I=2πfCU試 =2π×43×0.19×10-6×52×103=2.7A
對應電抗器電感量 L=1/ω2C=72H
設計六節電抗器,電抗器單節為45kVA/45kV/1A/108H,通過(guò)單獨或組合使用能輸出90kV,180kV,和270kV,系統總容量為270kVA。
諧振裝置電抗器使用關(guān)系表
設備組合 被試品對象 | 電抗器 45kVA/45kV六節 | 激勵變壓器輸出端選擇 |
35kV/300mm2 電纜1000m | 使用電抗器二節串聯(lián)三組并聯(lián) | 3kV |
總結:35kV/300mm2電纜1000m的選型結果是XZB-270kVA/270kV/45kV
調頻式串聯(lián)諧振試驗裝置。
諧振裝置采用多級疊加的方式,多臺電抗器可并聯(lián)、串聯(lián)使用,分壓器既用來(lái)測量試驗電壓,也可以作為 小電容量試品的補償電容,使得諧振頻率可以在30~300Hz范圍內完成多種電力設備的交流耐壓試驗。