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串聯(lián)諧振裝置結(jié)構(gòu)分析

瀏覽次數(shù):214發(fā)布日期:2024-05-24

裝置組成

  變頻串聯(lián)諧振裝置一般由變頻電源、勵磁變壓器、試驗(yàn)電抗器、電容分壓器構(gòu)成。

  變頻電源

  變頻電源原理圖如圖2-1,H相交流電壓380V通過輸入電路的整流,將交流變?yōu)橹绷鲀Υ嬗谥骰芈返碾娙萆?;再通過逆變電路逆變生成SPWM序列波形,通過低通濾波器濾波變?yōu)轭l率和幅值均可調(diào)的交流電壓??刂破靼ㄝo助電路、控制電路和保護(hù)電路,相當(dāng)于整個系統(tǒng)的神經(jīng)中樞,用于控制各部分安全可靠運(yùn)行,包括輸入電路、逆變電路工作W及外部輸入指令接收和系統(tǒng)各種保護(hù)的實(shí)現(xiàn)。

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勵磁變壓器

  勵磁變壓器內(nèi)有高低壓繞組,低壓繞姐通常為一組,少數(shù)有抽頭,各繞組有串聯(lián)也有并聯(lián),W滿足不同電壓等級、不同容量試品的試驗(yàn)要求。在系統(tǒng)中勵磁變壓器的主要作用:將變頻電源輸出的低電壓進(jìn)行升壓。

  試驗(yàn)電抗器

  電抗器作為試驗(yàn)回路的一個重要組成部分,電抗器的電感量和試驗(yàn)回路的電容量共同決定了試驗(yàn)回路的諧振頻率。電抗器一般由2~4節(jié)組成,可W根據(jù)試驗(yàn)電壓等級將它們進(jìn)行不同組合,但是姐合后的電抗器和試驗(yàn)回路電容發(fā)生諧振的諧振頻率必須在30~300HZ內(nèi)。

  電容分壓器

  電容分壓器是測試試驗(yàn)電壓的取樣部件,它由高壓臂和低壓臂組成,一般分壓器配有多節(jié)高壓臂,W滿足不同電壓等級的試驗(yàn)。

  串聯(lián)諧振技術(shù)分析

  阻抗頻率特性分析

  試驗(yàn)系統(tǒng)簡化電路如圖2-2所示,其中17為勵磁變壓器高壓繞組的輸出電壓,其頻率通過變頻電源的控制電路可實(shí)現(xiàn)從30Hz到300Hz連續(xù)可調(diào)。為串聯(lián)諧振回路的等值電阻,由于高壓電抗器的電感值很大,其繞線電阻占了回路等效電阻的主要部分,一般在百歐以上。

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 諧振點(diǎn)的查找

  在串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)中,一個很重要的條件就是回路需要達(dá)到串聯(lián)諧振狀態(tài),所以諧振點(diǎn)的查找就變得十分重要。在上一節(jié)己經(jīng)詳細(xì)的討論了RLC回路發(fā)生串聯(lián)諧振的能量變化和頻率特性,可得出,當(dāng)回路中電感及電容的參數(shù)確定后,就能根據(jù)諧振條件得出諧振頻率,并且當(dāng)回路頻率十分接近諧振頻率時電容上能達(dá)到最大電壓值,此時電抗上電壓略小于最大電壓值,可以將此時回路的頻率近似作為諧振頻率,利用這一特性可以進(jìn)行查找諧振點(diǎn)的設(shè)計(jì)。為了使串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)與工頻耐壓試驗(yàn)等效性好,按照國際大電網(wǎng)會議工作組的推薦,要求試驗(yàn)系統(tǒng)的工作頻率為30-300HZ。范圍雖然很廣,但是由圖2-5可知電容電壓是一個先升高下降低的過程,在電容電壓拐點(diǎn)處可以認(rèn)為達(dá)到諧振狀態(tài),此時電容電壓最大,本文設(shè)計(jì)了以下諧振點(diǎn)查找辦法:

  在進(jìn)行串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)時,首先需要保證試驗(yàn)回路的諧振頻率在30-300HZ范圍內(nèi)。試驗(yàn)時,將變頻電源輸出電壓調(diào)到一個較小的值(一般為試品要求耐壓值的5%-10%所對應(yīng)的變頻電源的輸出電壓值),然后直接從30HZ開始對其頻率進(jìn)行粗調(diào),由前面的分析可知,電容電壓在開始時肯定是隨著頻率的增大而逐漸升高,只要電容電壓出現(xiàn)拐點(diǎn),則可以認(rèn)為此時的頻率己經(jīng)達(dá)到了諧振頻率附近。然后可W拐點(diǎn)附近的小頻率范圍內(nèi)進(jìn)行細(xì)調(diào),直到試品上電壓達(dá)到最大值,此時可W近似的認(rèn)為試驗(yàn)回路達(dá)到了諧振狀態(tài)。再對電壓進(jìn)行升壓調(diào)節(jié),在試品電壓要求耐壓值的0~90%范圍內(nèi)粗調(diào),在試品電壓要求耐壓值的90%~100%范圍內(nèi)細(xì)調(diào),調(diào)節(jié)速度每秒不應(yīng)超過10KV(—般為1.5KV/S),使試品上電壓達(dá)到耐壓要求。

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