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串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的區(qū)別詳解六大不同之處

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來源:儀天成電力  時(shí)間:2019/08/23  閱讀:
       湖北儀天成電力設(shè)備有限公司專業(yè)從事開發(fā),研制,生產(chǎn)和銷售變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置等電氣測(cè)試設(shè)備,電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化及智能儀器儀表的生產(chǎn)型高新技術(shù)企業(yè)。針對(duì)串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的區(qū)別,詳細(xì)整理主要有以下六大不同:
       區(qū)別一:負(fù)載諧振方式不同。
       串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的負(fù)載諧振方式可分為串聯(lián)逆變器和并聯(lián)逆變器兩種類型,這兩種類型的不同在于它們的技術(shù)特點(diǎn)震蕩電路不同,串聯(lián)逆變器是用L、R和C串聯(lián),并聯(lián)逆變器是用L、R和C并聯(lián)。
       這兩種類型的的負(fù)載電路對(duì)電源呈現(xiàn)出來的阻抗率也不同。串聯(lián)逆變器呈低阻抗,并聯(lián)逆變器呈高阻抗。當(dāng)串聯(lián)逆變器呈低阻抗時(shí),就要求電壓源供電,這樣會(huì)導(dǎo)致經(jīng)整流和濾波的直流電源末端,必須并接大的濾波電容器。當(dāng)逆變失敗會(huì)導(dǎo)致浪涌電流變大,造成保護(hù)困難。當(dāng)并聯(lián)逆變器呈高阻抗時(shí),就要求由電流源供電,這樣就需要串接大的電抗器在直流電源的末端。但是這樣在逆變失敗的時(shí)候,比較容易保護(hù),原因是電流受到大電抗的限制,沖擊不大。
        區(qū)別二:輸入方式和供電方式不同。
        串聯(lián)逆變器的輸入是電壓恒定,恒壓源供電,并聯(lián)逆變器的輸入是電流恒定,恒流源供電。
        當(dāng)串聯(lián)逆變器輸入電壓恒定時(shí)的現(xiàn)象:輸出電流接近正弦波,輸出電壓為矩形波,電流總是超前電壓一φ角,原因是晶閘管上電流過零以后再進(jìn)行換流。
        當(dāng)并聯(lián)逆變器輸入電流恒定時(shí)的現(xiàn)象:輸出電流為矩形波,輸出電壓接近正弦波,負(fù)載電流總是會(huì)前于電壓一φ角,原因是諧振電容器上電壓過零以前進(jìn)行換流。兩者都是工作在容性負(fù)載狀態(tài)。
        串聯(lián)逆變器為恒源供電。換流時(shí)必須確保先關(guān)斷,再開通,避免因逆變器的上、下橋臂晶閘同事導(dǎo)通而造成電源短路。也就是需要有一段時(shí)間(t)讓所有晶閘管和其他電力電子器件都保持關(guān)斷的狀態(tài)。這時(shí)的從直流端到器件的引線電感上所產(chǎn)生的感生電勢(shì)統(tǒng)稱雜散電感,可能會(huì)損壞器件,所以要選擇適合的器件的浪涌電壓吸收電路。為了避免晶閘管受換流電容器上高電壓的影響,也為了保證負(fù)載電流的連續(xù),關(guān)斷狀態(tài)期間,必須在晶閘管兩端反并聯(lián)快速二極管。
        并聯(lián)逆變器為恒流供電。在換流時(shí)逆變器上、下橋臂晶閘管必須確保先開通后關(guān)斷。也就是在換流時(shí)需要保證所有晶閘管都在一個(gè)導(dǎo)通的狀態(tài)下。以確保濾波電抗Ld上產(chǎn)生大的感生電勢(shì),電流必須連續(xù)。由于Ld足夠大,就算逆變橋臂是直通的,也不會(huì)造成直流電源短路。但是如何換流時(shí)間過長(zhǎng),則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低,所以要縮短ty,也就是減小Lk值。
        區(qū)別三:工作頻率和功率調(diào)節(jié)方式不同。
        串聯(lián)逆變器為了避免因逆變器上、下橋臂直通而導(dǎo)致?lián)Q流的失敗,需要確保有合適的t時(shí)間,所以工作頻率必須低于負(fù)載電路的固有振蕩頻率。
        而并聯(lián)逆變器為了避免晶閘管間換流失敗,要確保有合適的反壓時(shí)間t,它的工作頻率必須略高于負(fù)載電路的固有振蕩頻率,但是高的太多也不允許的,因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致在換流晶閘管承受的反向電壓會(huì)太高。
        功率調(diào)節(jié)方式的不同在于串聯(lián)逆變器是改變直流電源電壓Ud或者是改變晶閘管的觸發(fā)頻率,也就是改變負(fù)載功率因數(shù)cosφ。
        而并聯(lián)逆變器只能是改變直流電源電壓Ud。改變cosφ雖然也能使逆變輸出電壓升高和功率增大,但是可以調(diào)節(jié)的范圍變小。
        區(qū)別四:晶閘管的工作狀態(tài)不同。
        晶閘管的工作狀態(tài)不同包括了關(guān)斷狀態(tài)、所需承受的電壓、觸發(fā)脈沖、他激自激工作狀態(tài)的不同。當(dāng)在換流時(shí),串聯(lián)逆變器的晶閘管是自然關(guān)斷的,關(guān)斷的晶閘管受反壓的時(shí)間(t+tγ)較長(zhǎng)。在關(guān)斷前,它的電流已經(jīng)漸漸減小歸零,所以關(guān)斷時(shí)間短,損耗也小。而并聯(lián)逆變器的晶閘管是在全電流運(yùn)行中被強(qiáng)迫關(guān)斷的,所以它的電流被迫降至歸零時(shí)還需要加一段反壓時(shí)間,它的關(guān)斷時(shí)間也會(huì)更長(zhǎng)一些。兩者比較,串聯(lián)逆變器在工作頻率較高的感應(yīng)加熱裝置中更加適合使用。
        串聯(lián)逆變器的晶閘管需要承受的電壓較低,并聯(lián)逆變器的則需要承受高電壓。串聯(lián)逆變器承受低電壓,當(dāng)用380V電網(wǎng)供電,采用1200V的晶閘管就可以,但包括有功和無功分量的全部負(fù)載電路的電流,都要流過晶閘管。逆變晶閘管丟失脈沖,會(huì)讓振蕩停止,但不會(huì)造成逆變顛覆。
        并聯(lián)逆變器承受高電壓,其值隨功率因數(shù)角φ增大,而快速增加。但只有有功電流流過逆變晶閘管,負(fù)載本身則構(gòu)成振蕩電流回路,而且逆變晶閘管在偶而丟失觸發(fā)脈沖的情況下,仍然可以維持振蕩,更加穩(wěn)定。
        串聯(lián)逆變器可以自激和他激工作。他激工作時(shí),只需要改變逆變觸發(fā)脈沖頻率,就可調(diào)節(jié)輸出功率;而并聯(lián)逆變器多數(shù)情況下只能工作在自激狀態(tài)中。
        在晶閘管觸發(fā)脈沖不對(duì)稱的情況下,串聯(lián)逆變器不會(huì)引入直流成分的電流從而影響正常運(yùn)行。并聯(lián)逆變器則會(huì)引入直流成分的電流從而引起故障。
        串聯(lián)逆變器中的晶閘管承受矩形波電壓,所以du/dt值較大,吸收電路起了關(guān)鍵作用,而對(duì)其di/dt要求較低。并聯(lián)逆變器中,流過逆變晶閘管的電流是矩形波,所以要求大的di/dt,而對(duì)du/dt的要求會(huì)低一些。
        區(qū)別五:起動(dòng)難易程度和感應(yīng)線圈的工作影響不同。
        串聯(lián)逆變器由于它起動(dòng)容易,所以適合在頻繁起動(dòng)工作場(chǎng)合中使用。而并聯(lián)逆變器起動(dòng)比較困難,因?yàn)樗枰郊悠饎?dòng)電路。
        在串聯(lián)逆變器中以下情況對(duì)輸出功率影響較小:感應(yīng)加熱線圈與逆變電源(包括槽路電容器)的距離遠(yuǎn)。以下情況對(duì)輸出功率幾乎沒影響:采用同軸電纜或者將來回線盡量靠近甚至是絞在一起敷設(shè)的效果更好。串聯(lián)逆變器感應(yīng)線圈上的電壓和槽路電容器上的電壓,都為逆變器輸出電壓的Q倍,流過感應(yīng)線圈上的電流,等于逆變器的輸出電流。
        在并聯(lián)逆變器中以下情況對(duì)功率輸出和效率都會(huì)很大程度上降低:如果不把感應(yīng)加熱線圈盡量靠近電源特別是槽路電容器的話。并聯(lián)逆變器的感應(yīng)線圈和槽路電容器上的電壓,都等于逆變器的輸出電壓,而流過它們的電流,則都是逆變器輸出電流的Q倍。
         區(qū)別六:當(dāng)外來頻率加于電路時(shí),特性不同。
         當(dāng)外來頻率加于一并聯(lián)諧振電路時(shí),它的特性:
        1.當(dāng)外加頻率等于其諧振頻率時(shí)其電路阻抗呈純電阻性,且有最大值,它這個(gè)特性在實(shí)際應(yīng)用中叫做選頻電路。
        2.當(dāng)外加頻率高于其諧振頻率時(shí),電路阻抗呈容性,相當(dāng)于一個(gè)電容。
        3.當(dāng)外加頻率低于其諧振頻率時(shí),這時(shí)電路呈感性,相當(dāng)于一個(gè)電感線圈。
        所以當(dāng)串聯(lián)或并聯(lián)諧振電路不是調(diào)節(jié)在信號(hào)頻率點(diǎn)時(shí),信號(hào)通過它將會(huì)產(chǎn)生相移(即相位失真)
        當(dāng)外來頻率加于一串聯(lián)諧振電路時(shí),它的特性:
        1.當(dāng)外加頻率等于其諧振頻率時(shí)其電路阻抗呈純電阻性,且有最少值,它這個(gè)特性在實(shí)際應(yīng)用中叫做陷波器。
        2.當(dāng)外加頻率高于其諧振頻率時(shí),電路阻抗呈感性,相當(dāng)于一個(gè)電感線圈。
        3.當(dāng)外加頻率低于其諧振頻率時(shí),這時(shí)電路呈容性,相當(dāng)于一個(gè)電容。
湖北儀天成電力設(shè)備有限公司
2019-8-23
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