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串联谐振和并联谐振这两种现象是正弦交流电路的一种特定现象,它在电子和通讯工程中得到广泛的应用,但在电力系统中,发生谐振有可能破坏系统的正常工作。接下来分析一下串联谐振和并联谐振这两种谐振到底都有哪些区别。从负载谐振方式划分,可以为并联谐振逆变器和串联谐振逆变器两大类型,下面对这两种类型进行比较:串联谐振回路是用L、R和C串联,并联谐振回路是L、R和C并联。(1)串联谐振逆变器的负载电路对电源呈现低阻抗,要求由电压源供电。当逆变失败时,浪涌电流大,保护困难。并联谐振逆变器的负载电路对电源呈现高阻抗,要求由电流源供电。在逆变失败时,冲击不大,较易保护。(2)串联谐振逆变器的输入电压恒定,输出电压为矩形波,输出电流近似正弦波,换流是在晶闸管上电流过零以后进行,因而电流总是超前电压一φ角。并联谐振逆变器的输入电流恒定,输出电压近似正弦波,输出电流为矩形波,换流是在谐振电容器上电压过零以前进行,负载电流也总是越前于电压一φ角。(3)串联谐振逆变器是恒压源供电。并联谐振逆变器是恒流源供电。(4)串联谐振逆变器的工作频率必须低于负载电路的固有振荡频率。并联谐振逆变器的工作频率必须略高于负载电路的固有振荡频率。(5)串联谐振逆变器的功率调节方式有二:改变直流电源电压Ud或改变晶闸管的触发频率。并联谐振逆变器的功率调节方式,一般只能是改变直流电源电压Ud。(6)串联谐振逆变器在换流时,晶闸管是自然关断的,关断前其电流已逐渐减小到零,因而关断时间短,损耗小。并联谐振逆变器在换流时,晶闸管是在全电流运行中被强迫关断的,电流被迫降至零以后还需加一段反压时间,因而关断时间较长。(7)串联谐振逆变器的晶闸管所需承受的电压较低,用380V电网供电时,采用1200V的晶闸管就行。并联谐振逆变器的晶闸管所需承受的电压高,其值随功率因数角φ增大,而迅速增加。 (8)串联谐振逆变器可以自激工作,也可以他激工作。而并联谐振逆变器一般只能工作在自激状态。(9)在串联谐振逆变器中,晶闸管的触发脉冲不对称,不会引入直流成分电流而影响正常运行;而在并联谐振逆变器中,逆变晶闸管的触发脉冲不对称,则会引入直流成分电流而引起故障。(10)串联谐振逆变器起动容易,适用于频繁起动工作的场合;而并联谐振逆变器需附加起动电路,起动较为困难。(11)串联谐振逆变器的感应加热线圈与逆变电源(包括槽路电容器)的距离远时,对输出功率的影响较小。而对并联谐振逆变器来说,感应加热线圈应尽量靠近电源(特别是槽路电容器),否则功率输出和效率都会大幅度降低。并联谐振逆变器和串联谐振逆变器(通称并联或串联变频电源)各有其自己的技术特点和应用领域。从工业加热应用的角度,并联谐振逆变器广泛应用于熔炼、保温、透热、感应加热热处理等各种领域,其功率可以从几千瓦到上万千瓦。串联谐振逆变器广泛应用于熔炼—保温的一拖二炉组以及高Q值高频率的感应加热场合,其功率可以从几千瓦到几千千瓦。目前我国工业上采用的变频电源90%以上属并联谐振变频电源。
电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压。一、谐振过电压产生原因 电网运行中,正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和易引起谐振过电压;中性点不接地方式单相故障可引起谐振过电压;运维人员操作或事故处理方法不当亦会产生谐振过电压;另外设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。二、谐振过电压分类1线性谐振过电压 谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感、变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成。2 铁磁谐振过电压 谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。因铁芯电感元件的饱和现象,使回路的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生铁磁谐振。3 参数谐振过电压 由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在Kd~Kq间周期变化)和系统电容元件(如空载线路)组成回路,当参数配合时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,造成参数谐振过电压。三、谐振过电压特点1线性谐振过电压 1) 参与谐振的各电气参量均为线性。 2) 谐振发生在电网自振频率与电源频率相等或相近时。 3) 多为空载线路不对称接地故障的谐振、消弧线圈补偿网络的谐振和某些传递过电压的谐振等。2铁磁谐振过电压 1) 与电容组成谐振回路的电感参数作周期性变化,变化频率一般为电源频率的偶数倍。 2) 谐振所需能量由改变电感参数的原动机供给,它不仅可以补偿回路中电阻的损耗,并且使回路的储能愈积愈多,保证了谐振的发展。 3) 谐振过电压和电流理论上能趋于无限大。但是由于实际上常受电感磁饱和的影响,使回路自动偏离谐振条件,使过电压不致无限增大。3参数谐振过电压 1) 谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。 2) 谐振频率可以等于电源频率(基波共振),也可为其简单分数(分次谐波共振)或简单倍数(高次谐波共振)。 3) 在一定的情况下可自激产生,但大多需要有外部激发条件。回路中事先经历过足够强烈的过渡过程的冲击扰动。 4) 在一定的回路损耗电阻的情况下,其幅值主要受到非线性电感本身严重饱和的限制。四、限制谐振过电压的主要措施有 (1) 提高开关动作的同期性:由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的,因此提高开关动作的同期性,防止非全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生。 (2) 在并联高压电抗器中性点加装小电抗:用这个措施可以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振。 (3) 破坏发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压。 (4) 严格执行调度规程:在运行方式上和倒闸操作过程中,防止断路器断口电容器与空载母线及母线PT构成串联谐振回路,以防止因谐振过电压损坏设备。 (5) 避免操作过电压:在进行投切空母线操作时,加强母线电压监测,发生铁磁谐振时,应立即合上带断口电容器的断路器,切除回路电容,终止谐振,防止隐患发展形成事故。 (6) 中性接地点:增加母线对地电容或减少系统中电压互感器压中性点接地台数,即增大母线的对地感抗,从而减少自振固有频率,避免因系统由东而发生母线铁磁谐振过电压。 (7) 继电保护:针对具体事故发生的情况,如在变电站母线发生单相接地,母差保护动作,母联开关跳闸后,如果主变开关先于线路开关动作,将不会引发谐振。
微机控制电磁谐振高频疲劳试验机结构合理:主机采用五个自由度的力学模型进行优化设计,波动度小,频响高;技术先进:动负荷控制采用先进的脉冲调宽型系统及开关型晶体管功率放大器,易启振、频率高,功耗低;配置精良:平均试验力控制采用进口交流伺服系统控制,传动平稳、响应快、控制精度高;功能完备:全数字控制系统在试验中对测力放大器的自动校准和对交变及平均试验力的自动稳幅控制;可自动定时存储力值及频率、循环次数;可进行常规的疲劳试验和程控加荷试验;应用广泛:配置各种专用夹头和附件,可进行三点弯曲、四点弯曲、圆试样拉伸、板试样拉伸、连杆、螺栓、齿轮、链条等疲劳试验,还可以做裂纹扩展速率、程控加荷试验及不同温度环境下的疲劳等试验。