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變頻串聯諧振的工作原理

發布時間:2020-04-23 15:28:00 瀏覽次數:3637

  華意電力是一家專業研發生產串聯諧振的廠家,本公司生產的串聯諧振在行業內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯諧振“高壓設備供應商而努力。

  變頻串聯諧振試驗裝置采用多級疊加的方式,多臺電抗器可并聯、串聯使用,分壓器既用來測量試驗電壓,也可以作為 小電容量試品的補償電容,使得諧振頻率可以在30~300Hz范圍內完成多種電力設備的交流耐壓試驗。變頻串聯諧振基本原理是采用可調節(30--300Hz)串聯諧振試驗設備與被試品電容諧振產生交流試驗電壓。
  變頻串聯諧振由變頻電源、激勵變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構成串聯諧振連接方式;分壓器并聯在被試品 上,用于測量被試品上的諧振電壓,并作過壓保護信號;調頻功率輸出經激勵變壓器耦合給串聯諧振回路,提供串聯諧振的激勵功率。 變頻串聯諧振試驗裝置是運用串聯諧振原理,利用勵磁變壓器激發串聯諧振回路,調節變頻控制器的輸出頻率,使回路電感L和試品C串聯諧振,諧振電壓即為加到試品上電壓。變頻諧振試驗裝置廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業,適用于大容量,高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。
  產品別稱:變頻諧振、變頻串聯諧振、串聯諧振、調頻串聯諧振、串聯諧振耐壓試驗裝置、串聯諧振試驗設備、電纜耐壓試驗裝置、發電機耐壓裝置等
  產品特征:

1、所需電源容量大大減小,試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。
2、體積小,重量輕,一般為普通試驗裝置的1/3-1/5;
3、諧振電源調頻及功率元件使用最先進的日本進口的優質元器件,設計的是諧振式濾波電路,能改善輸出電壓的波形畸變,獲得很好的正弦波形,有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
4、變頻電源保護功能強,穩定性好;具備具備全自動(自動調諧、自動升壓)、全手動(手動調諧、手動升壓)以及半自動(自動調諧、手動升壓及手動調諧、自動升壓)的多種工作模式,可任意切換使用,操作方便;采用220V或380V單相電源,方便現場取電。
5、配置靈活,擴展功能強。諧振電抗器采用多只方式,積木式組合,可串可并,滿足多種試品的試驗要求,更方便現場使用。
6、大屏幕觸摸LED液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數的設置,試驗結果可保存、打印、上傳、回查等。

常見故障原因及排除: 

1.風扇不能啟動: 急停、故障保護、失諧保護后,沒有按“故障復位”; 內部溫度過高,功率元件熱保護; 

排除方法:關斷儀器電源,將儀器靜置30分鐘左右,重新開啟電源,按儀器面板上的“復位”鍵,再啟動儀器。 

如果依然不能啟動風扇,請和廠家聯系,不可拆卸儀器! 

2.自動調諧不能完成,找不到諧振點: 

現象:調諧曲線完全是一條直線,調諧完成后儀器提示沒有諧振點 

原因:回路接地不好,試驗回路接線錯誤,裝置某一儀器開路 

排除方法:檢查接地裝置可靠,接地連接線是否有斷開點;檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷;檢查每一只電抗器的通斷;檢查分壓器的信號線的通斷; 檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷; 裝置自身升壓時沒有諧振點,還需要檢查補償電容器的通斷; 如果所有部件正常,依然沒有諧振點,請和廠家聯系,不可拆卸儀器! 

現象:調諧曲線是一條曲線,有較低的尖峰; 試驗時一次電壓較高,高壓卻較低,甚至在沒有升到試驗電壓時,一 次電壓已經到達額定電壓,回路自動降壓; 

原因:電抗器與試品電容量不匹配,沒有準確找到諧振點;試品損耗較高,系統Q值太低;勵磁變壓器高壓輸出電壓較低; 

排除方法:將補償電容器并接入試驗回路,加大回路電容量;盡可能將多只電抗器串聯,提高回路電感量;提高勵磁變壓器的輸出電壓; 干燥處理被試品,提高被試品的絕緣強度,減少回路的有功損耗; 如果全部處理完后,依然不能解決問題,請和廠家聯系,不可拆卸儀器!

 隨著開關電源的發展,軟開關技術得到了廣泛的發展和應用,已研究出了不少高效率的電路拓撲,主要為諧振型的軟開關拓撲和 PWM 型的軟開關拓撲。近幾年來,隨著半導體器件制造技術的發展,開關管的導通電阻,寄生電容和反向恢復時間越來越小了,這為諧振變換器的發展提供了又一次機遇。對于諧振變換器來說,如果設計得當,能實現軟開關變換,從而使得開關電源具有較高的效率。LLC 諧振變換器實際上來源于不對稱半橋電路,后者用調寬型(PWM)控制,而 LLC 諧振是調頻型(PFM)。    

一、LLC 諧振變換器原理 

  圖1和圖2分別給出了 LLC 諧振變換器的電路圖和工作波形。圖1中包括兩個功率 MOSFET(S1 和S2),其占空比都為0.5;諧振電容 Cs,副邊匝數相等的中心抽頭變壓器 Tr,Tr 的漏感Ls,激磁電感 Lm,Lm 在某個時間段也是一個諧振電感,因此,在 LLC諧振變換器中的諧振元件主要由以上3個諧振元件構成,即諧振電容 Cs,電感 Ls 和激磁電感 Lm;半橋全波整流二極管 D1 和 D2,輸出電容 Cf。LLC 變換器的穩態工作原理如下:  

  1)(t1,t2)當t=t1 時,S2 關斷,諧振電流給S1的寄生電容放電,一直到S1上的電壓為零,然后S1 的體內二級管導通。此階段D1導通,Lm上的電壓被輸出電壓鉗位,因此,只有Ls和Cs參與諧振。  

  2)(t2,t3)當t=t2 時,S1在零電壓的條件下導通,變壓器原邊承受正向電壓;D1繼續導通,S2及D2 截止。此時 Cs和Ls參與諧振,而Lm不參與諧振。  

  3)(t3,t4)當t=t3 時,S1仍然導通,而 D1與D2 處于關斷狀態,Tr 副邊與電路脫開,此時Lm,Ls和 Cs 一起參與諧振。實際電路中 Lm>>Ls,因此,在這個階段可以認為激磁電流和諧振電流都保持不變。  

  4)(t4,t5)當t=t4 時,S1關斷,諧振電流給S2的寄生電容放電,一直到S2上的電壓為零,然后S2 的體內二級管導通。此階段 D2 導通,Lm 上的電壓被輸出電壓鉗位,因此,只有 Ls 和Cs 參與諧振。  

  5)(t5,t6)當t=t5 時,S2 在零電壓的條件下導通,Tr 原邊承受反向電壓;D2繼續導通,而S1和D1 截止。此時僅 Cs和Ls 參與諧振,Lm上的電壓被輸出電壓箝位,而不參與諧振。  

  6)(t6,t7)當 t=t6 時,S2仍然導通,而D1和D2處于關斷狀態,Tr 副邊與電路脫開,此時 Lm,Ls和Cs 一起參與諧振。實際電路中Lm>>Ls,因此,在這個階段可以認為激磁電流和諧振電流都保持不變。


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