CVT校驗用諧振升壓裝置升壓原理

串聯(lián)諧振升壓原理
串聯(lián)諧振是由R、L、C元件組成的串聯(lián)電路在一定條件下發(fā)生的一種特殊現(xiàn)象。圖1所示R、L、C串聯(lián)電路，在正弦電壓Us激勵下，其復(fù)阻抗為：  
  

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式中電抗 是角頻率?的函數(shù)，X隨?變化的情況如圖2所示。  
  

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當(dāng)?從零開始向∞變化時，X從﹣∞向﹢∞變化。在ω＜ωo時，X＜0，電路為容性；在ω＞ωo時，X＞0，電路為感性；在ω＝ωo時，  
         
此時電路阻抗Z(ωo)＝R為純電阻。電壓和電流同相，電路此時的工作狀態(tài)稱為諧振。由于這種諧振發(fā)生在R、L、C串聯(lián)電路中，所以又稱為串聯(lián)諧振。式1就是串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件。由此式可求得諧振角頻率ωo如下：  
 

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由式（2）可知，串聯(lián)電路的諧振頻率是由電路自身參數(shù)L、C決定的．與外部條件無關(guān)，又稱為電路的固有頻率。當(dāng)電源頻率一定時，可以調(diào)節(jié)電路參數(shù)L或C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發(fā)生諧振，如工頻諧振升壓的調(diào)感法；在電路參數(shù)一定時，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致而發(fā)生諧振，也叫調(diào)頻法。  
串聯(lián)電路諧振時，其電抗X(ωo)＝0，所以電路的復(fù)阻抗 ，呈現(xiàn)為一個純電阻，而且阻抗為最小值。諧振時，雖然電抗 ，但感抗與容抗均不為零。諧振時的感抗或容抗為串聯(lián)諧振電路的特性阻抗，記為ρ，即   dedecms.com
  

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ρ的單位為歐姆，它是一個由電路參數(shù)L、C決定的量，與頻率無關(guān)。  
工程上常用特性阻抗與電阻的比值來表征諧振電路的性能，并稱此比值為串聯(lián)電路的品質(zhì)因數(shù)，用Q表示，即  
  

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品質(zhì)因數(shù)簡稱為Q值。它是由電路參數(shù)R、L、C共同決定的一個無量綱的量。  

串聯(lián)諧振時電路中各元件的電壓分別為  
 

       
由式（3）可知，諧振時雖然總的電抗電壓為0，但電感電壓和電容電壓均不為0。它們有效值相等，且均為外施電壓的Q倍，但電感電壓超前外施電壓900，電容電壓落后外施電壓900，電阻電壓和外施電壓相等且同相，外施電壓全部加在電阻R上，電阻上的電壓達到了最大值。各元件的電壓電流相量關(guān)系如圖3所示。  

在電路Q值較高時（串聯(lián)諧振升壓裝置的Q值一般都大于10，可達10~30），電感電壓和電容電壓的數(shù)值都將遠大于外施電壓的值，即可以用較小的試驗電壓在被試設(shè)備（如電容式電壓互感器）上產(chǎn)生很高的試驗電壓。從而使諧振激磁電源的容量只需試驗容量的1/Q。  
由式（2）的分析知諧振升壓方法有工頻諧振升壓法和變頻諧振升壓法，工頻諧振升壓法主要用于發(fā)電機、變壓器和電容式電壓互感器的試驗，變頻諧振升壓法主要用于交聯(lián)電纜的試驗。能滿足電纜因長度不同，電容量在較大范圍內(nèi)變化的要求。  
工頻諧振升壓系統(tǒng)是在工頻條件下（現(xiàn)場試驗為50Hz）使得電感和被試品電容諧振，產(chǎn)生工頻高壓。工頻諧振升壓系統(tǒng)一般采用調(diào)節(jié)電感感抗的方式在激勵源的作用下使得電抗器和被試品電容諧振，通常稱為調(diào)感式；也可以采用在被試品兩端并聯(lián)電容器的方式改變被試系統(tǒng)的電容量使得在激勵源的作用下與電抗器諧振，通常稱為調(diào)容式；還可以同時改變電抗器的感抗和被試系統(tǒng)的電容量使得系統(tǒng)達到諧振狀態(tài)，通常稱為調(diào)感調(diào)容式。調(diào)感式通常采用調(diào)節(jié)鐵心電抗器的氣隙的方式，可以連續(xù)平滑的調(diào)節(jié)感抗值，操作比較方便。電容則不能連續(xù)的調(diào)節(jié)，所以現(xiàn)場操作一般使用調(diào)感法或調(diào)感調(diào)容法。   copyright dedecms
電力系統(tǒng)中，有的類型的試品的的電容量是幾個固定的量，比如CVT，它只有幾個固定的電容值。有的試品是根據(jù)試品的容量和電壓等級及其他特征而變化的，比如發(fā)電機，變壓器，電纜等。因此，工頻諧振大多分為兩類，一類為電抗器電抗值需要連續(xù)可調(diào)節(jié)的，另一種只需要電抗值在幾個固定值之間選擇的。第一類主要適合發(fā)電機和變壓器，第二類主要適合CVT。   織夢好，好織夢