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串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振比較!
發(fā)布日期：2021-04-23 點(diǎn)擊：3357次
四方國(guó)瑞電力串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振比較，目前用于鋼管加熱的中頻電源逆變電 路部分，主要采用的是并聯(lián)逆變電路，而對(duì)串聯(lián)諧振逆變電路的研究相對(duì)較少，下面就比較分析串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的工作特性來講解串聯(lián)諧振式中頻電源。
功率因數(shù)及無功損耗
并聯(lián)諧振式中頻電源采用了三相全控整流器， 其輸出功率的大小是通過改變整流器的輸出電壓來 調(diào)整的，而整流器的輸出電壓是通過改變可控硅控 制角 α 來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)式（1）和式（6）可知：α 值越大，直流電壓就越低，同時(shí)整流器的功率因數(shù)也越低，電源在運(yùn)行時(shí)，根據(jù)加熱工藝要求的不同及負(fù)載阻抗的變 化，很難做到 cos α=1，也就是說，并聯(lián)諧振中頻 電源在運(yùn)行時(shí)很可能會(huì)因功率因數(shù)低而形成較大的 無功損耗。
串聯(lián)諧振式中頻電源無論采用三相不可控整流 器還是采用三相半控整流器，其輸出功率是通過改 變逆變器的諧振頻率來調(diào)整的，整流器的輸出電 壓始終是 cos α=1 狀態(tài)運(yùn)行，無論電源的輸出功 率高低，整流器的功率因數(shù)均為 λ≈0.955cos α≈0.955。
由此可見，四方國(guó)瑞電力串聯(lián)諧振式中頻電源運(yùn)行時(shí)的功率 因數(shù)是不受負(fù)載變化和功率變化所影響的，高功率 因數(shù)和低無功損耗為其帶來節(jié)電效果，通過大量試 驗(yàn)表明：串聯(lián)諧振式中頻電源比并聯(lián)諧振式中頻電 源的節(jié)電效率高達(dá) 10%～20%（負(fù)載變化及工藝標(biāo)準(zhǔn) 不同，節(jié)電效率也就不同）。
諧振電流
并聯(lián)諧振時(shí)感應(yīng)器上的諧振電流是中頻輸出電流的 Q 倍（Q 為負(fù)載的品質(zhì)因數(shù)），串聯(lián)諧振時(shí)電容 電壓是中頻輸出電壓的 Q 倍。因此并聯(lián)諧振的諧振電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于串聯(lián)諧振，大電流造成線路熱損耗 也是不可忽略的。
制造成本
并聯(lián)諧振結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，制造成本較低，而串 聯(lián)諧振采用的電器件數(shù)量較多，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，制造成本高于并聯(lián)諧振。
諧波分量
于并聯(lián)諧振整流控制角 α 的變化，整流輸出 電壓脈動(dòng)較大，當(dāng) α∧60° 后電壓波形不再連續(xù)， 整流可控硅換流過程中殘缺角會(huì)吸收電網(wǎng)正弦波，造成電網(wǎng)波形缺角，產(chǎn)生大量的 n=6k±1 次諧波分量，其中 5 次、7 次、11 次諧波電流含量分別 占基波電流的 20%、11%、6%，這對(duì)于小功率的 用戶而言影響不大，但對(duì)于大功率的用戶來說危害 就很大，對(duì)于中頻用戶，若用常規(guī)的無功補(bǔ)償就無 法進(jìn)行，有的用戶用常規(guī)的電容器作無功補(bǔ)償，但 無法投入電容器，即便能投入，已對(duì) 5 次諧波電流 放大了 1.8～3.8 倍以上，使電機(jī)、變壓器等用電設(shè) 備的銅損、鐵損明顯增加，縮短了設(shè)備的使用壽 命，用電成本大幅上升，如果采用 LC 有源濾波器 進(jìn)行濾波，濾波器的成本會(huì)接近甚至大于中頻電源 的成本。
四方國(guó)瑞電力串聯(lián)諧振的整流器采用不可控整流方式，啟動(dòng) 工作后始終以最大電壓輸出，整流器后端又加上大 容量濾波電容，輸出的直流電壓是一條直線，因此 其產(chǎn)生的諧波分量很小，幾乎可以忽略不計(jì)，所以 既不需要無功補(bǔ)償，也不需要高昂的濾波設(shè)備。
