串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的區(qū)別詳細(xì)講解
變頻串聯(lián)諧振裝置廣泛應(yīng)用于電力、鐵路電氣化、鋼鐵、機(jī)械、冶金、石油、化工等行業(yè),適用于高電壓、大容量的容性試品的交流耐壓試驗(yàn)。
變頻串聯(lián)諧振裝置也廣泛應(yīng)用于10kV、35kV、110kV、220kV、500kV聚乙烯電力電纜交流耐壓試驗(yàn);適用于60kV、220kV,500kVGIS交流耐壓試驗(yàn)。適用于大型變壓器,發(fā)電機(jī)組工頻耐壓試驗(yàn)。串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的差別,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)。串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的區(qū)別詳細(xì)講解如下:
(1)串聯(lián)諧振的負(fù)載電路對(duì)電源呈現(xiàn)低阻抗,要求由電壓源供電。因此,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)逆變失敗時(shí),浪涌電流大,保護(hù)困難。
并聯(lián)諧振的負(fù)載電路對(duì)電源呈現(xiàn)高阻抗,要求由電流源供電,需在直流電源末端串接大電抗器。但在逆變失敗時(shí),由于電流受大電抗限制,沖擊不大,較易保護(hù)。
(2)串聯(lián)諧振的輸入電壓恒定,輸出電壓為矩形波,輸出電流近似正弦波,換流是在晶閘管上電流過(guò)零以后進(jìn)行,因而電流總是超前電壓一φ角。
并聯(lián)諧振的輸入電流恒定,輸出電壓近似正弦波,輸出電流為矩形波,換流是在諧振電容器上電壓過(guò)零以前進(jìn)行,負(fù)載電流也總是越前于電壓一φ角。這就是說(shuō),兩者都是工作在容性負(fù)載狀態(tài)。
(3)串聯(lián)諧振是恒壓源供電,為避免諧振的上、下橋臂晶閘管同時(shí)導(dǎo)通,造成電源短路,換流時(shí),必須保證先關(guān)斷,后開(kāi)通。即應(yīng)有一段時(shí)間(t )使所有晶閘管(其它電力電子器件)都處于關(guān)斷狀態(tài)。此時(shí)的雜散電感,即從直流端到器件的引線電感上產(chǎn)生的感生電勢(shì),可能使器件損壞,因而需要選擇合適的器件的浪涌電壓吸收電路。此外,在晶閘管關(guān)斷期間,為確保負(fù)載電流連續(xù),使晶閘管免受換流電容器上高電壓的影響,必須在晶閘管兩端反并聯(lián)快速二極管。
并聯(lián)諧振是恒流源供電,為避免濾波電抗Ld上產(chǎn)生大的感生電勢(shì),電流必須連續(xù)。也就是說(shuō),必須保證諧振上、下橋臂晶閘管在換流時(shí),是先開(kāi)通后關(guān)斷,也即在換流期間(tγ)內(nèi)所有晶閘管都處于導(dǎo)通狀態(tài)。這時(shí),雖然逆變橋臂直通,由于Ld足夠大,也不會(huì)造成直流電源短路,但換流時(shí)間長(zhǎng),會(huì)使系統(tǒng)效率降低,因而需縮短tγ,即減小Lk值。
(4)串聯(lián)諧振的工作頻率必須低于負(fù)載電路的固有振蕩頻率,即應(yīng)確保有合適的t 時(shí)間,否則會(huì)因諧振上、下橋臂直通而導(dǎo)致?lián)Q流的失敗。武漢市合眾電氣變頻串聯(lián)諧振,智能變頻調(diào)諧,即可自動(dòng)調(diào)諧,掃描諧振頻率,也可以手動(dòng)尋找。
并聯(lián)諧振的工作頻率必須略高于負(fù)載電路的固有振蕩頻率,以確保有合適的反壓時(shí)間t ,否則會(huì)導(dǎo)致晶閘管間換流失敗;但若高得太多,則在換流時(shí)晶閘管承受的反向電壓會(huì)太高,這是不允許的。
(5)串聯(lián)諧振的功率調(diào)節(jié)方式有二:改變直流電源電壓Ud或改變晶閘管的觸發(fā)頻率,即改變負(fù)載功率因數(shù)cosφ。
并聯(lián)諧振的功率調(diào)節(jié)方式,一般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,但所允許調(diào)節(jié)范圍小。
(6)串聯(lián)諧振在換流時(shí),晶閘管是自然關(guān)斷的,關(guān)斷前其電流已逐漸減小到零,因而關(guān)斷時(shí)間短,損耗小。在換流時(shí),關(guān)斷的晶閘管受反壓的時(shí)間(t +tγ)較長(zhǎng)。
并聯(lián)諧振在換流時(shí),晶閘管是在全電流運(yùn)行中被強(qiáng)迫關(guān)斷的,電流被迫降至零以后還需加一段反壓時(shí)間,因而關(guān)斷時(shí)間較長(zhǎng)。相比之下,串聯(lián)諧振更適宜于在工作頻率較高的感應(yīng)加熱裝置中使用。
(7)串聯(lián)諧振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(fù)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。
并聯(lián)諧振的晶閘管所需承受的電壓高,其值隨功率因數(shù)角φ增大,而迅速增加。但負(fù)載本身構(gòu)成振蕩電流回路,只有有功電流流過(guò)逆變晶閘管,而且逆變晶閘管偶而丟失觸發(fā)脈沖時(shí),仍可維持振蕩,工作比較穩(wěn)定。
(8)串聯(lián)諧振可以自激工作,也可以他激工作。他激工作時(shí),只需改變逆變觸發(fā)脈沖頻率,即可調(diào)節(jié)輸出功率;而并聯(lián)諧振一般只能工作在自激狀態(tài)。
(9)在串聯(lián)諧振中,晶閘管的觸發(fā)脈沖不對(duì)稱,不會(huì)引入直流成分電流而影響正常運(yùn)行;而在并聯(lián)諧振中,逆變晶閘管的觸發(fā)脈沖不對(duì)稱,則會(huì)引入直流成分電流而引起故障。
(10)串聯(lián)諧振起動(dòng)容易,適用于頻繁起動(dòng)工作的場(chǎng)合;而并聯(lián)諧振需附加起動(dòng)電路,起動(dòng)較為困難。
武漢市合眾電氣變頻串聯(lián)諧振,在系統(tǒng)自動(dòng)掃描時(shí),從30Hz到300Hz自動(dòng)掃頻,掃頻完成后,系統(tǒng)根據(jù)掃頻結(jié)果初步找到的諧振頻點(diǎn),在其±5Hz范圍內(nèi)以0.01Hz為分辨率進(jìn)行頻率細(xì)掃,最后精確鎖定諧振頻率。