I en serie kretsar av motstånd, kondensatorer och induktorer kallas fenomenet effekt, spänning, ström och fas som uppstår.serieresonans. Dess egenskaper är: en ren resistanskrets, där effekt, spänning och ström har faser, reaktans X är lika med noll, impedans Z är lika med resistans R, och kretsens lägsta impedans, ström, maximala induktans och kapacitans kan generera spänningar som är många gånger större än nätspänningen och högspänningen. Därför är serieresonans också känd som spänningsresonans.
Resonansspänningen överlagras med den ursprungliga spänningen och parallellresonans: I en parallellkrets uppvisar motstånd, kondensatorer och induktorer ett fasfenomen mellan spänningen och kretsens totala ström, vilket kallas parallellresonans. Dess egenskap är att parallellresonans är en helt kompenserad metod som inte kräver reaktiv effekt, utan bara ger den effekt som krävs av det aktiva effektmotståndet, vilket genererar resonans för att minimera kretsens totala ström, och grenströmmen är vanligtvis större än den totala strömmen i kretsen. Därför är parallellresonans också känd som strömresonans.
Egenskaper och skillnader mellan serieresonans och parallell resonans:
1. Lastresonansläget kan delas in i två typer: parallell växelriktare och serie växelriktare. De viktigaste tekniska egenskaperna och skillnaderna mellan serieväxelriktare och parallellväxelriktare är följande:
Skillnaden mellan serieväxelriktare och parallella växelriktare ligger i de olika oscillationskretsarna de använder, med den förra i serie med L, R och C och den senare parallell med L, R och C.
(1) Belastningskretsen för serieväxelriktaren har låg impedans mot strömförsörjningen och måste drivas av en spänningskälla. Därför måste den likriktade och filtrerade DC-strömförsörjningsterminalen anslutas till en stor filtreringskondensator. När växelriktaren inte fungerar, uppstår en stor överspänningsström, vilket gör skyddet svårt.
Belastningskretsen för en parallell växelriktare uppvisar hög impedans till strömförsörjningen och kräver en strömkälla för att tillhandahålla den. Men vid växelriktarfel kommer strömmen att begränsas av hög reaktans, vilket har en liten påverkan och är lätt att skydda.
(2) Inspänningen för en serieväxelriktare är konstant och utspänningen är en rektangulär våg. Utströmmen är ungefär sinusvåg, och omvandlaren leder alltid vinkelspänningen efter att tyristorströmmen är noll.
Inströmmen för en parallell växelriktare är konstant, utspänningen är ungefär en sinusvåg och utströmmen är en rektangulär våg. Innan resonanskondensatorns spänning korsar noll, är omvandlarens belastningsström alltid före spänningsvinkeln. Med andra ord arbetar båda under kapacitiv belastning.
(3) En serieväxelriktare är en strömkälla med konstant spänning. För att undvika samtidig ledning av tyristorer på växelriktarens övre och nedre bryggarm, vilket kan orsaka kortslutning i växelriktarens strömförsörjning, är det nödvändigt att se till att den stängs av först och sedan slås på. Det vill säga att alla tyristorer (andra kraftelektronikenheter) ska vara avstängda under en viss tid (t). Stray induktans, som hänvisar till den inducerade potentialen som genereras av induktansen från DC-terminalen till utrustningskabeln, kan skada utrustningen, så det är nödvändigt att välja en lämplig överspänningsabsorptionskrets för utrustningen. Dessutom, för att säkerställa att belastningsströmmen är kontinuerlig och att tyristorn inte påverkas av den höga spänningen på omvandlarens kondensator under tyristorns avstängningsperiod, måste det finnas en antiparallell snabb diod i båda ändarna av tyristorn.
En parallell växelriktare är en konstant strömkälla. För att undvika den stora inducerade potentialen som genereras av filterreaktansen Ld måste strömmen vara kontinuerlig. Med andra ord är det nödvändigt att säkerställa att tyristorerna på växelriktarens övre och nedre bryggarm först slås på och sedan av under omvandlarperioden, det vill säga att alla tyristorer är i ett ledande tillstånd under omvandlarperioden (t). Vid denna tidpunkt, även om växelriktarbryggarmen är direkt ansluten, är Ld tillräckligt stor för att inte orsaka kortslutning i DC-strömförsörjningen. En lång kommuteringstid kommer dock att minska systemets effektivitet, så det är nödvändigt att förkorta t-gamma, det vill säga minska värdet på Lk.
(4) Driftsfrekvensen för serieväxelriktaren måste vara lägre än den naturliga svängningsfrekvensen för belastningskretsen, det vill säga för att säkerställa en lämplig tid. Annars, på grund av den direkta kopplingen mellan de övre och nedre delarna, kommer växelriktaren att fungera felaktigt. Växelriktarens broarm.
Driftsfrekvensen för en parallell växelriktare måste vara något högre än den naturliga oscillationsfrekvensen för belastningskretsen för att säkerställa en lämplig backspänningstid t, annars kommer det att orsaka fel i tyristoromvandlaren. Men om den är för hög kommer tyristorns backspänning under omvandlaren att vara för hög, vilket inte är tillåtet.
(5) Det finns två effektregleringsmetoder för serieväxelriktare: ändring av DC-matningsspänningen Ud eller ändring av tyristorns utlösningsfrekvens, det vill säga ändring av belastningseffektfaktorn cos.
Effektregleringsläget för parallella växelriktare kan bara ändra DC-strömförsörjningsspänningen Ud, och att ändra cos phi kommer också att öka växelriktarens utspänning och effekt, men det tillåtna justeringsområdet är mycket litet.
(6) I serieväxelriktarens omvandlare stängs tyristorn naturligt av. Innan den stängs av minskar strömmen gradvis till noll, så avstängningstiden är kort och förlusten liten. Under kommuteringsperioden har tyristorn en längre avstängningstid (t+t -).
I omvandlaren till en parallellväxelriktare tvingas tyristorn att stängas av under fullströmsdrift. Efter att strömmen tvingats sjunka till noll krävs en period med omvänd spänningstid, så avstängningstiden är längre. Däremot är serieväxelriktare mer lämpade för induktionsvärmeutrustning med högre driftfrekvenser.
(7) Tyristorerna i serieväxelriktaren måste tåla lägre spänningar. Vid användning av ett 380V elnät för strömförsörjning bör 1200V tyristorer användas. Alla strömmar i belastningskretsen, inklusive aktiva och reaktiva effektkomponenter, bör dock flyta genom tyristorn. Om växelriktartyristorn tappar sin puls kommer den bara att stoppa svängningen och får inte växelriktaren att välta.
Kristallporten hos en parallell växelriktare måste motstå hög spänning, och dess värde ökar snabbt med ökningen av effektfaktorn Angle. Men själva belastningen kommer att bilda en oscillerande strömslinga. Endast aktiv ström flyter genom växelriktartyristorn och när växelriktartyristorn då och då tappar triggerpulsen kan den fortfarande upprätthålla svängningen och arbeta relativt stabilt.
(8) Serieväxelriktare kan vara själv-exciterade eller själv-exciterade. Uteffekten kan justeras genom att ändra växelriktarens triggerpulsfrekvens. Parallella växelriktare kan endast arbeta i självexciterat tillstånd.
(9) I en serieväxelriktare är tyristorns triggerpuls asymmetrisk och introducerar inte DC-komponentström för att påverka normal drift. Men i parallella växelriktare är växelriktartyristorns triggningspuls asymmetrisk, vilket kan introducera DC-komponentström och orsaka fel.
(10) Seriefrekvensomvandlaren är lätt att starta och lämpar sig för ofta startande arbetsmiljöer; Parallella växelriktare kräver ytterligare startkretsar, som är svåra att starta.
(11) På grund av den rektangulära vågspänningen som bärs av tyristorerna i serieväxelriktaren är du/dt-värdet relativt stort, och absorptionskretsen spelar en nyckelroll, medan di/dt-kravet är relativt lågt. I parallella växelriktare är strömmen som flyter genom växelriktartyristorerna en rektangulär våg, så en större di/dt och en lägre du/dt krävs.
(12) När avståndet mellan induktionsvärmespolen i serieväxelriktaren och växelriktarens effekt (inklusive kanalkondensatorer) är långt, är påverkan på uteffekten liten. Om koaxialkablar används eller spiraltrådarna placeras så nära som möjligt (bättre tvinnade ihop) är effekten inte signifikant. För parallella växelriktare bör induktionsvärmespolen placeras så nära strömkällan som möjligt (särskilt kanalkondensatorn), annars kommer det att kraftigt minska uteffekten och effektiviteten.
(13) Spänningen på induktionsspolen på serieväxelriktaren och spänningen på gapkondensatorn är båda Q gånger växelriktarens utspänning, och strömmen som flyter genom induktionsspolen är lika med växelriktarens utström.
Spänningen på induktionsspolen och gapkondensatorn hos en parallell växelriktare är lika med växelriktarens utspänning, och strömmen som flyter genom dem är Q gånger växelriktarens utström.
Sammanfattningsvis har parallella växelriktare och serieväxelriktare (vanligtvis kallade parallell- eller serieväxelriktare strömförsörjning) sina egna tekniska egenskaper och användningsområde. Ur perspektivet av industriella uppvärmningsapplikationer används parallella växelriktare i stor utsträckning inom smältning, isolering, värmeöverföring, induktionsvärme och andra områden, med ett effektområde från flera kilowatt till tiotusentals kilowatt. Serieväxelriktare används i stor utsträckning i isolering och högt Q-värde och hög-induktionsuppvärmningstillämpningar vid smältning, en till två ugnar, med ett effektområde från flera kilowatt till flera tusen kilowatt. För närvarande är mer än 90 % av de strömförsörjningar med variabel frekvens som används i Kinas industrisektor parallella strömförsörjningar med variabel frekvens.