变频串联谐振试验成套装置产生串联谐振的条件

发布日期：2021-04-24　点击：3207次

由于串联谐振在L和C中产生较高的电压，可能会引起击穿线圈或电容的危害，因此在电力工程中应尽量避免串联谐振，使用变频串联谐振试验成套装置对电力系统进行检测显得尤为重要。

变频串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品电容组成LC串联回路，调节变频电源输出的电压频率，实现串联谐振。

根据谐振原理可知，当L电抗器的感性电抗值X1等于回路中的容性电抗值XC时，回路将达到谐振状态，此时只有回路电阻R消耗回路中的有功功率，而无功功率在电抗器和试品的电容，从而在试品上产生高压。

产生串联谐振的条件：XL=XC

在阻抗条件下，谐振后虚部相等的符号相反，串联阻抗等于0，并联阻抗等于无穷大，当发生谐振时，串联电路的谐振电流为无穷大。并联电路的谐振电压为无穷大（理论值），在电阻电感串联电路中，同一相的电源、电压和电流现象称为串联谐振，其特点是同相纯电阻、电源、电压和电流，电抗X等于0，阻抗Z等于电阻R，此时，电路的阻抗最小，电流最大，电感和电容可能产生比电源电压高许多倍的电压，因此串联谐振也称为电压谐振，并联谐振：在电阻、电容、电感并联电路中，电路电压和总电流同相，称为并联谐振，其特点是：并联谐振是一种完全补偿，电源不需要提供无功功率，只提供电阻所需的有功功率，当谐振时，电路总电流最小，而支路电流通常大于电路总电流，所以并联谐振也称为电流谐振。

在电阻、电容和电感串联电路中，直接减去电感XL和XC的影响。如果满足一定条件，只需取XL=Xc，则电路的电抗等于零，电路中的电流和电压相位相同，电阻、电感和电容之间不交换无功功率，电路的这种状态称为串联共振。

在电阻R、电感L和电容C的交流电路中，电路两端的电压通常不同于电流相位，如果我们调整电路元件(L或C)的参数或电源频率，它们可以是相同的相位，整个电路是纯电阻的，当电路达到这种状态时，称为共振。

在由电阻、电感和电容组成的串联电路中，当电容XC=电感XL相等时，产生串联谐振，电路中电压U和电流I的相位相同。当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z＝R2+XC-XL2= R，电路的总阻抗最小，电流将达到最大值。

当电压U为常数时，电路中的电流I达到最大值，由于谐振XL=XC，UL=UC的相位与UL和UC相反，因此电阻上的电压等于电源电压，串联电路谐振有一些特点，了解共振现象可以利用这些特性，防止某些特性带来的危害谐波滤波装置利用串联谐振的特性来考虑主谐波，一般的无功补偿装置应避免串联谐振，因为当发生串联谐振时，电容器元件上的电压会升高，可能导致电容器绝缘层击穿然而，在无线电工程中，需要接收的信号可以利用串联谐振现象的选择性和获得的高压来提取，LC频率选择谐振电路的品质因数Q定义为：Qo=wo L/R，wo为电路的谐振频率，R为电感损耗电阻L。

在具有R，L和C分量的正弦交流电路中，电路两端的电压和电流通常是不同的。如果改变电路元件的参数值或调整电源的频率，电路的电压和电流将同相，电路的阻抗将显示电阻的性质，这种状态的电路称为共振，根据电路的不同连接形式，谐振现象可分为串联谐振和并联谐振，在R，l，C串联电路中，当XL=XC时，阻抗角∮=0，即电源电压和电流同相，这种现象称为串联谐振串联谐振的特点：当发生谐振时，由于电感XL等于XC，阻抗达到最小，电路电阻。