串联谐振装置结构分析

串联谐振装置结构分析
装置组成
变频串联谐振装置一般由变频电源、励磁变压器、试验电抗器、电容分压器构成。

变频电源
变频电源原理图如图2-1，Ｈ相交流电压380V通过输入电路的整流，将交流变为直流储存于主回路的电容上；再通过逆变电路逆变生成SPWM序列波形，通过低通滤波器滤波变为频率和幅值均可调的交流电压。

控制器包括辅助电路、控制电路和保护电路，相当于整个系统的神经中枢，用于控制各部分安全可靠运行，包括输入电路、逆变电路工作Ｗ及外部输入指令接收和系统各种保护的实现。

励磁变压器
励磁变压器内有高低压绕组，低压绕姐通常为一组，少数有抽头，各绕组有串联也有并联，Ｗ满足不同电压等级、不同容量试品的试验要求。

在系统中励磁变压器的主要作用：将变频电源输出的低电压进行升压。

试验电抗器
电抗器作为试验回路的一个重要组成部分，电抗器的电感量和试验回路的电容量共同决定了试验回路的谐振频率。

电抗器一般由2~4节组成，可Ｗ根据试验电压等级将它们进行不同组合，但是姐合后的电抗器和试验回路电容发生谐振的谐振频率必须在30~300HZ内。

电容分压器
电容分压器是测试试验电压的取样部件，它由高压臂和低压臂组成，一般分压器配有多节高压臂，Ｗ满足不同电压等级的试验。

串联谐振技术分析
阻抗频率特性分析
试验系统简化电路如图２－２所示，其中１７为励磁变压器高压绕组的输出电压，其频率通过变频电源的控制电路可实现从３０Ｈｚ到３００Ｈｚ连续可调。

为串联谐振回路的等值电阻，由于高压电抗器的电感值很大，其绕线电阻占了回路等效电阻的主要部分，一般在百欧以上。

谐振点的查找
在串联谐振交流耐压试验中，一个很重要的条件就是回路需要达到串联谐振状态，所以谐振点的查找就变得十分重要。

在上一节己经详细的讨论了RLC回路发生串联谐振的能量变化和频率特性，可得出，当回路中电感及电容的参数确定后，就能根据谐振条件得出谐振频率，并且当回路频率十分接近谐振频率时电容上能达到最大电压值，此时电抗上电压略小于最大电压值，可以将此时回路的频率近似作为谐振频率，利用这一特性可以进行查找谐振点的设计。

为了使串联谐振交流耐压试验与工频耐压试验等效性好，按照国际大电网会议工作组的推荐，要求试验系统的工作频率为30-300HZ。

范围虽然很广，但是由图2-5可知电容电压是一个先升高下降低的过程，在电容电压拐点处可以认为达到谐振状态，此时电容电压最大，本文设计了以下谐振点查找办法：
在进行串联谐振交流耐压试验时，首先需要保证试验回路的谐振频率在30-300HZ范围内。

试验时，将变频电源输出电压调到一个较小的值（一般为试品要求耐压值的5%-10%所对应的变频电源的输出电压值），然后直接从30HZ开始对其频率进行粗调，由前面的分析可知，电容电压在开始时肯定是随着频率的增大而逐渐升高，只要电容电压出现拐点，则可以认为此时的频率己经达到了谐振频率附近。

然后可Ｗ拐点附近的小频率范围内进行细调，直到试品上电压达到最大值，此时可Ｗ近似的认为试验回路达到了谐振状态。

再对电压进行升压调节，在试品电压要求耐压值的０~９０％范围内粗调，在
试品电压要求耐压值的90%~100%范围内细调，调节速度每秒不应超过10KV（—般为1.5KV/S），使试品上电压达到耐压要求。