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分析串聯諧振與并聯諧振的本質區別

分析串聯諧振與并聯諧振的本質區別
1. 從負載諧振方式劃分,可以為并聯逆變器和串聯逆變器兩大類型,下面列出串聯逆變器和并聯逆變器的主要技術特點及其比較:
串聯逆變器和并聯逆變器的差別,源于它們所用的振蕩電路不同,前者是用L、R和C串聯,后者是L、R和C并聯。
(1)串聯逆變器的負載電路對電源呈現低阻抗,要求由電壓源供電。因此,經整流和濾波的直流電源末端,必須并接大的濾波電容器。當逆變失敗時,浪涌電流大,保護困難。
并聯逆變器的負載電路對電源呈現高阻抗,要求由電流源供電,需在直流電源末端串接大電抗器。但在逆變失敗時,由于電流受大電抗限制,沖擊不大,較易保護。串聯諧振與并聯諧振
(2)串聯逆變器的輸入電壓恒定,輸出電壓為矩形波,輸出電流近似正弦波,換流是在晶閘管上電流過零以后進行,因而電流總是超前電壓一φ角。
并聯逆變器的輸入電流恒定,輸出電壓近似正弦波,輸出電流為矩形波,換流是在諧振電容器上電壓過零以前進行,負載電流也總是越前于電壓一φ角。這就是說,兩者都是工作在容性負載狀態。
(3)串聯逆變器是恒壓源供電,為避免逆變器的上、下橋臂晶閘管同時導通,造成電源短路,換流時,必須保證先關斷,后開通。即應有一段時間(t )使所有晶閘管(其它電力電子器件)都處于關斷狀態。此時的雜散電感,即從直流端到器件的引線電感上產生的感生電勢,可能使器件損壞,因而需要選擇合適的器件的浪涌電壓吸收電路。此外,在晶閘管關斷期間,為確保負載電流連續,使晶閘管免受換流電容器上高電壓的影響,必須在晶閘管兩端反并聯快速二極管。
并聯逆變器是恒流源供電,為避免濾波電抗Ld上產生大的感生電勢,電流必須連續。也就是說,必須保證逆變器上、下橋臂晶閘管在換流時,是先開通后關斷,也即在換流期間(tγ)內所有晶閘管都處于導通狀態。這時,雖然逆變橋臂直通,由于Ld足夠大,也不會造成直流電源短路,但換流時間長,會使系統效率降低,因而需縮短tγ,即減小Lk值。串聯諧振與并聯諧振
(4)串聯逆變器的工作頻率必須低于負載電路的固有振蕩頻率,即應確保有合適的t 時間,否則會因逆變器上、下橋臂直通而導致換流的失敗。
并聯逆變器的工作頻率必須略高于負載電路的固有振蕩頻率,以確保有合適的反壓時間t ,否則會導致晶閘管間換流失敗;但若高得太多,則在換流時晶閘管承受的反向電壓會太高,這是不允許的。
(5)串聯逆變器的功率調節方式有二:改變直流電源電壓Ud或改變晶閘管的觸發頻率,即改變負載功率因數cosφ。
并聯逆變器的功率調節方式,一般只能是改變直流電源電壓Ud。改變cosφ雖然也能使逆變輸出電壓升高和功率增大,但所允許調節范圍小。
(6)串聯逆變器在換流時,晶閘管是自然關斷的,關斷前其電流已逐漸減小到零,因而關斷時間短,損耗小。在換流時,關斷的晶閘管受反壓的時間(t +tγ)較長。串聯諧振與并聯諧振
綜上所述,并聯逆變器和串聯逆變器(通稱并聯或串聯變頻電源)各有其自己的技術特點和應用領域。從工業加熱應用的角度,并聯逆變器廣泛應用于熔煉、保溫、透熱、感應加熱熱處理等各種領域,其功率可以從幾千瓦到上萬千瓦。串聯逆變器廣泛應用于熔煉——保溫的一拖二爐組以及高Q值高頻率的感應加熱場合,其功率可以從幾千瓦到幾千千瓦。目前我國工業上采用的變頻電源90%以上屬并聯變頻電源。
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