工頻串聯(lián)諧振是電路中一種重要的諧振方式,它在工頻(通常是50Hz或60Hz)下,通過串聯(lián)電感和電容元件的組合實現(xiàn)了電路的諧振現(xiàn)象。在這種情況下,電路中的電感和電容元件共同形成一個諧振回路,使得電路對某一特定頻率的輸入信號具有較大的響應。
基本原理是通過串聯(lián)連接的電感和電容構成一個振蕩回路,使得回路在某一特定頻率下達到諧振狀態(tài)。當輸入信號頻率等于諧振頻率時,諧振回路的阻抗最小,電壓響應最大。
電路結構:
工頻串聯(lián)諧振電路通常由電感、電容和負載等元件組成。其基本電路結構如下:
_______
| |
| L |
--|_______|-- Rload
| |
| C |
--|_______|-- GND
|_______|
其中,L為電感,C為電容,Rload為負載,GND為地。電感和電容串聯(lián)連接,負載接在電容的另一端,形成串聯(lián)諧振回路。
諧振頻率計算:
諧振頻率(resonant frequency)可通過以下公式計算:
f = 1 / (2π√(LC))
其中,f為諧振頻率,L為電感的感抗,C為電容的容抗,π為圓周率。
諧振頻率的計算需要準確的電感和電容數(shù)值。對于已知電感和電容數(shù)值,可以直接帶入公式計算;對于實際電路,可以通過測量或使用儀器進行測試得到。
電壓響應:
在諧振頻率下,串聯(lián)諧振電路具有較大的電壓響應,即電壓峰值較高。這是由于電路在諧振狀態(tài)下,電感和電容之間的電流互相轉(zhuǎn)換,形成共振效應。
特征
1、由于諧振無功全補償,電源和設備的功率僅為被試品所需容量的1/10以下(1/Q10);同容量的體積小,重量輕,裝置輸出容量大而所需配置的電源容量小,價廉,使用操作便捷而安全。
2、串聯(lián)諧振實際是個電流濾波回路,使通過被試品的電流基本是基波電流,輸出電壓的波形畸變率(THD)極小,優(yōu)于現(xiàn)有所有類型的交流耐壓設備。
3、試品閃絡或擊穿后的短路電流僅為短路前試驗電流的1/10以下的(1/Q)能有效防止擊穿后擴大對故障點的損傷。
4、閃絡后立即自動熄弧,熄弧后恢復諧振狀態(tài)電壓建立的過程較長(秒數(shù))是一個穩(wěn)態(tài)的建立過程,既無電壓過沖之慮更無微秒級毫秒級瞬態(tài)過程的恢復過電壓的危險。
技術參數(shù)
額定輸出電壓 | 0~60kV(AC有效值)及以下 |
輸出頻率 | 50Hz |
諧振電壓波形 | 純正弦波,波形畸變率≤1% |
工作制 | 滿功率連續(xù)工作時間1min |
品質(zhì)因素 | 10~40 |
試驗容量 | 3000kVA及其以下 |
工作電源 | 380V±15%、工頻50Hz |
系列產(chǎn)品配置(適用范圍(出口電壓20kV及以下電壓的發(fā)電機或電機的交流耐壓試驗,試驗頻率:50Hz))
產(chǎn)品型號 | 控制臺 | 調(diào)壓器 | 電抗器(干式) | 勵磁變(干式) | 分壓器 | 適用范圍 |
HTXZ(L)- 200kVA/25kV | 30kW | 30kVA(電動) | 200kVA/25kV 可調(diào)一臺 | 30kVA 干式 | 30kV | 水力發(fā)電機。0.4~1.0μF。(10kV/40MW) |
HTXZ(L)- 300kVA/50kV | 60kW | 60kVA(電動) | 300kVA/50kV 可調(diào)一臺 | 60kVA 油浸式 | 50kV | 火力發(fā)電機。0.27~0.33μF。(20kV/300MW) |
HTXZ(L)- 600kVA/50kV | 60kW | 60kVA(電動) | 200kVA/50kV 可調(diào)一臺400kVA/50kV 可調(diào)一臺 | 60kVA 油浸式 | 50kV | 火力發(fā)電機。0.113~0.45μF。(20kV/600MW) |
HTXZ(L)- 1200kVA/50kV | 120kW | 120kVA(感應) | 200kVA/50kV 固定兩臺 800kVA/50kV 可調(diào)一臺 | 120kVA 油浸式 | 50kV | 水力發(fā)電機。0.6~1.8μF。(20kV/250MW) |
HTXZ(L)- 2750kVA/55kV | 300kW | 300kVA(感應) | 750kVA/55kV 固定兩臺 1250kVA/55kV 可調(diào)一臺 | 120kVA 油浸式 | 60kV | 水力發(fā)電機。1.6~3.3μF。(20kV/770MW) |
注:可根據(jù)試品對象參數(shù)定制解決方案