諧振變壓器的原理
發(fā)布時(shí)間:2020-06-02 15:43:00
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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)諧振設備在行業(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。
變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當初級線(xiàn)圈中通有交流電流時(shí),鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級線(xiàn)圈中感應出電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)和線(xiàn)圈組成,線(xiàn)圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線(xiàn)圈,其余的繞組叫次級線(xiàn)圈。
諧振變壓器的原理
諧振變壓器是利用串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振的原理,產(chǎn)生大電流和高電壓。一般用于大電容或大電感負載。利用負載和設備的并聯(lián)諧振,可以用較小的激勵電流取得較大的負載電流;利用負載和設備的串聯(lián)諧振可以用較低的激勵電壓在負載上取得高電壓。諧振變壓器的基本公式就是ω=1/√(LC),其中ω是電源的角頻率=2лf,L和C是負載或設備的電感和電容量。要完全滿(mǎn)足等式,ω、L、C中至少需要有一個(gè)參數是可調的,為了滿(mǎn)足輸出電壓或電流的要求,L和C中必須有一個(gè)是可調的,為了精確找到諧振點(diǎn),還需要參數可以無(wú)級微調。所以,現代諧振變壓器一般使用變頻電源作為電源,以便調整ω,以帶抽頭電抗器作為L(cháng),與C配合就可以方便地找到諧振點(diǎn)。
高頻諧振變壓器是作為開(kāi)關(guān)電源最主要的組成部分。開(kāi)關(guān)電源一般采用半橋式功率轉換電路,工作時(shí)兩個(gè)開(kāi)關(guān)三極管輪流導通來(lái)產(chǎn)生100kHz的高頻脈沖波,然后通過(guò)高頻變壓器進(jìn)行降壓,輸出低電壓的交流電,高頻變壓器各個(gè)繞組線(xiàn)圈的匝數比例則決定了輸出電壓的多少。
從負載諧振方式劃分,可以為并聯(lián)逆變器和串聯(lián)諧振逆變器兩大類(lèi)型,下面列出串聯(lián)諧振逆變器和并聯(lián)逆變器的主要技術(shù)特點(diǎn)及其比較:串聯(lián)諧振逆變器和并聯(lián)逆變器的差別,源于它們所用的振蕩電路不同,前者是用L、R和C串聯(lián),后者是L、R和C并聯(lián)。
感應加熱線(xiàn)圈與逆變電源(包括槽路電容器)的距離遠時(shí),對輸出功率的影響較小。如果采用同軸電纜或將來(lái)回線(xiàn)盡量靠近(扭絞在一起更好)敷設,則幾乎沒(méi)有影響。而對并聯(lián)逆變器來(lái)說(shuō),感應加熱線(xiàn)圈應盡量靠近電源(特別是槽路電容器),否則功率輸出和效率都會(huì )大幅度降低。
典型的半橋式變壓電路中最為顯眼的是三只高頻變壓器:主變壓器、驅動(dòng)變壓器和輔助變壓器(待機變壓器),每種變壓器在國家規定中都有各自的衡量標準,比如主變壓器,只要是200W以上的電源,其磁芯直徑(高度)就不得小于35mm。而輔助變壓器,在電源功率不超過(guò)300W時(shí)其磁芯直徑達到16mm就夠了。
高頻諧振變壓器是工作頻率超過(guò)中頻(10kHz)的電源變壓器,主要用于高頻開(kāi)關(guān)電源中作高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器,也有用于高頻逆變電源和高頻逆變焊機中作高頻逆變電源變壓器的。按工作頻率高低,可分為幾個(gè)檔次:10kHz-50kHz、50kHz-100kHz、100kHz——500kHz、500kHz——1MHz、1MHz以上。傳送功率比較大的,工作頻率比較低;傳送功率比較小的,工作頻率比較高。
高頻諧振變壓器優(yōu)點(diǎn)
1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的,在整個(gè)系統中,電源只需要提供系統中有功消耗的部分,因此,試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。
2、設備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中,不但省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器,而且,諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q,使得系統重量和體積大大減少,一般為普通試驗裝置的1/3-1/5。
3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路,能改善輸出電壓的波形畸變,獲得很好的正弦波形,有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
4、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài),當試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí),電路立即脫諧,回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時(shí),擊穿電流立即上升幾十倍,兩者相比,短路電流,擊穿電流相差數百倍。所以,串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn),又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂(yōu)患。
5、不會(huì )出現任何恢復過(guò)電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí),因失去諧振條件,高電壓也立即消失,電弧即可熄滅,且恢復電壓的再建立過(guò)程很長(cháng),很容易在再次達到閃落電壓前斷開(kāi)電源,這種電壓的恢復過(guò)程是一種能量積累的間歇振蕩過(guò)程,其過(guò)程長(cháng),而且,不會(huì )出現任何恢復過(guò)電壓。串聯(lián)諧振逆變器的晶閘管所需承受的電壓較低,用380V電網(wǎng)供電時(shí),采用1200V的晶閘管就行,但負載電路的全部電流,包括有功和無(wú)功分量,都需流過(guò)晶閘管。逆變晶閘管丟失脈沖,只會(huì )使振蕩停止,不會(huì )造成逆變顛覆。