諧振變壓器原理

諧振變壓器原理:

　　1 結(jié)構(gòu)特征：諧振變壓器的鐵心可以做成兩種不同的結(jié)構(gòu)：殼式和心式。心式鐵心變壓器在一系列主要指標方面不如殼式鐵心變壓器，其重量和外型尺寸較大，調(diào)節(jié)氣隙的傳動機構(gòu)比較復(fù)雜。為此，我們研制的試驗裝置采用殼式結(jié)構(gòu)，諧振變壓器繞組套裝在可移動的中心柱外面。

　　2 特性曲線：諧振變壓器的特性曲線如圖2所示。由圖2可見，在不同氣隙長度δ下，諧振變壓器的伏安特性具有良好的線性關(guān)系，其電感L與變壓器上的電壓值無關(guān)。因而這種諧振變壓器在用于交流諧振試驗時，可先在低壓條件下進行調(diào)諧(通過傳動機構(gòu)改變動鐵心與下軛鐵心之間的氣隙長度)，當調(diào)諧到諧振時，再升高試驗電壓，系統(tǒng)調(diào)諧非常方便。

　　3 回路電感L與鐵心氣隙長度δ的關(guān)系：氣隙可調(diào)諧振變壓器，無論是串聯(lián)型還是并聯(lián)型，都是通過調(diào)節(jié)鐵心氣隙長度，改變回路電感量L，使諧振變壓器發(fā)生諧振。這就是對于具有一定對地電容的被試器，通過改變鐵心氣隙長度使諧振變壓器發(fā)生諧振的機理。但是需要注意的是氣隙長度不可過大，過大會使已建立的諧振條件遭到破壞。

　　4 調(diào)諧原理：(1)串聯(lián)調(diào)諧：串聯(lián)諧振變壓器的等值電路如圖3所示。當對諧振變壓器施加US=220V，f=50Hz的工頻電壓后，通過手動或自動調(diào)節(jié)，使即ωL=1/ωC即XL=XC時，回路發(fā)生串聯(lián)諧振，這里回路電流IS大=Us/(RL+RC)因為RC>>RL，則有Is≈US/Rc (1)被試品上的電壓UC和調(diào)諧電抗器上的電壓UL分別為： Uc=(1/ωc)Is=XcIs UL=ωLIs=XLIs當調(diào)諧到諧振時Uc=UL=ω0LIs=(ω0L/Rc)Us (2)式(2)中比值ω0L/Rc=(根號L/C的2次方)/Rc=Q (3)ω0為諧振角頻率Q稱為串聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)。因為(根號L/C的2次方)>>RC，所以Q>>1。從而得出電源容量Ps=UsIs=(Uc/Q)Is=Pc/Q (4)由式(4)可知，當諧振變壓器調(diào)諧到諧振時，電源電壓和容量均為被試品對應(yīng)電壓和容量的1/Q。所以與一般試驗變壓器相比，諧振變壓器具有重量輕、體積小的優(yōu)點。(2)并聯(lián)調(diào)諧并聯(lián)諧振變壓器的等值電路如圖4所示。當RL≤ωL，Rc≤1/ωc時，并聯(lián)諧振的諧振頻率fo為：并聯(lián)回路的品質(zhì)因數(shù)Q為： Q=(ω0L)/(RL+Rc)=1(RL+Rc)ω0C (6)式中RL、RC——電感、電容的等效串聯(lián)電阻(Ω) L——調(diào)諧電抗器電感(H) C——試品對地電容(F)當向并聯(lián)諧振變壓器施加50Hz交流電壓時，隨著電壓的升高，回路中將產(chǎn)生強迫振蕩。當回路的振蕩頻率等于外施電源頻率時，回路的阻抗大(且呈純電阻性)，因而回路電流小，但L和C上的電流IL和IC都是回路電流I的Q倍，即IL=IC=QI。