串聯(lián)諧振方案
串聯(lián)諧振的原理
發(fā)布日期：2020-06-03 點擊：3809次
串聯(lián)諧振交流耐壓試驗在發(fā)電機絕緣試驗中占據(jù)至關(guān)重要的地位，諧振電路往往是在交流電路中出現(xiàn)，其中此交流電路中一定要具有電阻R、電感L、一級電容C。
通常情況下，電路的電壓和電流與相位是不一樣的。要是我們對電路元件即L或者C，以及電源頻率的參數(shù)進行調(diào)整的時候，那么一整個電路將會呈現(xiàn)是純電阻，那么這種情況我們就稱之為共振。很多人研究這種現(xiàn)象就是為了解釋它，然后去預(yù)防它。
眾多電力前輩根據(jù)電路連接的不同，將其劃分為串聯(lián)諧振以及并聯(lián)諧振。
我們先來說第一種情況：串聯(lián)諧振
這種情況電感電壓和電容電壓是等價的，也就是說當電感電容吸收不同數(shù)目的等效無功率時，電路吸收的無功率就會為零。
再換句話說就是電場能量和磁場能量并不是固定的和不變的，而是處于不斷變化中的，而這些能量在電場和磁場中震蕩，并不會導(dǎo)致整個電磁場能量的流失，而是使它保持不變。
這時勵磁電源電路的能量就會轉(zhuǎn)化而成電阻加熱，它將持續(xù)提供能量去彌補電阻消耗的能量，從而維持震蕩。振蕩電路消耗的能量與電路的質(zhì)量成反比，消耗越小，那么，質(zhì)量也就越好。
串聯(lián)諧振的原理
諧振就是在由R、L和C元件組成的電路的情況下發(fā)生的特殊現(xiàn)象。因此，它們?nèi)咧g有割舍不掉的聯(lián)系，當C系列的電路出現(xiàn)諧振現(xiàn)象時，第一步就要分析出電路的特性，如下圖中C系列電路的復(fù)阻抗在正弦電壓作用下時，電路的復(fù)阻抗就可以根據(jù)下圖得出。
在上圖的公式中，電抗x=x1 xc是角頻率w的函數(shù)，x隨w的變化上曲線圖中所表現(xiàn)出來的一樣。當w從0變?yōu)槿鐖D2所示，x從-變?yōu)?如W所示，當w 0，當x是電容性的，當w 0，當x是電感性的，當w=w0，當阻抗z（w0）=r是純電阻、電壓和無窮大時。電流同相，我們稱之為此時電路諧振的工作狀態(tài)。由于這種共振發(fā)生在RLC串聯(lián)電路中，我們也可以稱之為串聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振電路等。式1是串聯(lián)電路的諧振條件，從中可以得到諧振角頻率w。如下式：
諧振頻率為：
綜上所述，串聯(lián)電路的諧振頻率和它本身的電感L以及一級電容C相關(guān)，比如電源是固定的時候，我們就可以對L、C進行調(diào)節(jié)，這樣就可以致使電路中共振的產(chǎn)生。
變頻串聯(lián)諧振的計算方法
變頻串聯(lián)諧振就是研究在串聯(lián)的電路中，當電壓和電流已經(jīng)是同一相位的情況下，也就是說電路中的電感電抗和電容電抗是相等的，這里包括值的相等和時間的相等，可以將我們要研究的電路呈現(xiàn)出一種純的電阻特性。這時，我們要研究的電路中也會出現(xiàn)最大電流，消耗的也是最大的有功功率。
變頻串聯(lián)諧振具體的計算公式如下所示：
z=r+jx，x=0，z=r，i=u/z=u/r
串聯(lián)諧振電路應(yīng)具備的條件如下：
（1）什么是諧振？前面說了，在一個電路中，要是存在兩個元件的能量由電路中的一個電抗模塊釋放時，且另一個電抗模塊也必須吸收相同的能量，那么這兩個元件的能量相等，也就是說它們之間會存在能量脈動。
（2）產(chǎn)生共振的前提條件就是：電路中必須存在電感L和電容C。
（3）無論是串聯(lián)諧振還是并聯(lián)諧振，L和C這兩個元件之間的一對一能量交換是在諧振發(fā)生時完全可以被實現(xiàn)的。
（4）在串聯(lián)諧振電路中，由于串聯(lián)L、C流過相同的電流，所以能量交換是通過電壓極性的變化進行的；在并聯(lián)電路中，L、C的兩端是相同的電壓，因此能量轉(zhuǎn)換是兩個元件的相反的電流相位。
（5）電感和電容仍然是共振中的兩個分量，否則能量就不能交換；但從等效阻抗的角度看，它們變成了一個分量：零電阻或無限電阻。
