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变频串联谐振的工作原理

发布时间:2019-04-23 15:28:00 浏览次数:2283

  开云在线平台电力是一家专业研发生产串联谐振的厂家,开云在线平台生产的串联谐振在行业内都广受好评,以打造最具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。

  变频串联谐振试验装置采用多级叠加的方式,多台电抗器可并联、串联使用,分压器既用来测量试验电压,也可以作为 小电容量试品的补偿电容,使得谐振频率可以在30~300Hz范围内完成多种电力设备的交流耐压试验。变频串联谐振基本原理是采用可调节(30--300Hz)串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压。
  变频串联谐振由变频电源、激励变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式;分压器并联在被试品 上,用于测量被试品上的谐振电压,并作过压保护信号;调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路,提供串联谐振的激励功率。 变频串联谐振试验装置是运用串联谐振原理,利用励磁变压器激发串联谐振回路,调节变频控制器的输出频率,使回路电感L和试品C串联谐振,谐振电压即为加到试品上电压。变频谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业,适用于大容量,高电压的电容性试品的交接和预防性试验。
  产品别称:变频谐振、变频串联谐振、串联谐振、调频串联谐振、串联谐振耐压试验装置、串联谐振试验设备、电缆耐压试验装置、发电机耐压装置等
  产品特征:

1、所需电源容量大大减小,试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。
2、体积小,重量轻,一般为普通试验装置的1/3-1/5;
3、谐振电源调频及功率元件使用最先进的日本进口的优质元器件,设计的是谐振式滤波电路,能改善输出电压的波形畸变,获得很好的正弦波形,有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。
4、变频电源保护功能强,稳定性好;具备具备全自动(自动调谐、自动升压)、全手动(手动调谐、手动升压)以及半自动(自动调谐、手动升压及手动调谐、自动升压)的多种工作模式,可任意切换使用,操作方便;采用220V或380V单相电源,方便现场取电。
5、配置灵活,扩展功能强。谐振电抗器采用多只方式,积木式组合,可串可并,满足多种试品的试验要求,更方便现场使用。
6、大屏幕触摸LED液晶彩屏和外接鼠标直接完成各种参数的设置,试验结果可保存、打印、上传、回查等。

常见故障原因及排除: 

1.风扇不能启动: 急停、故障保护、失谐保护后,没有按“故障复位”; 内部温度过高,功率元件热保护; 

排除方法:关断仪器电源,将仪器静置30分钟左右,重新开启电源,按仪器面板上的“复位”键,再启动仪器。 

如果依然不能启动风扇,请和厂家联系,不可拆卸仪器! 

2.自动调谐不能完成,找不到谐振点: 

现象:调谐曲线完全是一条直线,调谐完成后仪器提示没有谐振点 

原因:回路接地不好,试验回路接线错误,装置某一仪器开路 

排除方法:检查接地装置可靠,接地连接线是否有断开点;检查励磁变压器的高低压线圈的通断;检查每一只电抗器的通断;检查分压器的信号线的通断; 检查分压器的高低压电容臂的通断; 装置自身升压时没有谐振点,还需要检查补偿电容器的通断; 如果所有部件正常,依然没有谐振点,请和厂家联系,不可拆卸仪器! 

现象:调谐曲线是一条曲线,有较低的尖峰; 试验时一次电压较高,高压却较低,甚至在没有升到试验电压时,一 次电压已经到达额定电压,回路自动降压; 

原因:电抗器与试品电容量不匹配,没有准确找到谐振点;试品损耗较高,系统Q值太低;励磁变压器高压输出电压较低; 

排除方法:将补偿电容器并接入试验回路,加大回路电容量;尽可能将多只电抗器串联,提高回路电感量;提高励磁变压器的输出电压; 干燥处理被试品,提高被试品的绝缘强度,减少回路的有功损耗; 如果全部处理完后,依然不能解决问题,请和厂家联系,不可拆卸仪器!

 随着开关电源的发展,软开关技术得到了广泛的发展和应用,已研究出了不少高效率的电路拓扑,主要为谐振型的软开关拓扑和 PWM 型的软开关拓扑。近几年来,随着半导体器件制造技术的发展,开关管的导通电阻,寄生电容和反向恢复时间越来越小了,这为谐振变换器的发展提供了又一次机遇。对于谐振变换器来说,如果设计得当,能实现软开关变换,从而使得开关电源具有较高的效率。LLC 谐振变换器实际上来源于不对称半桥电路,后者用调宽型(PWM)控制,而 LLC 谐振是调频型(PFM)。    

一、LLC 谐振变换器原理 

  图1和图2分别给出了 LLC 谐振变换器的电路图和工作波形。图1中包括两个功率 MOSFET(S1 和S2),其占空比都为0.5;谐振电容 Cs,副边匝数相等的中心抽头变压器 Tr,Tr 的漏感Ls,激磁电感 Lm,Lm 在某个时间段也是一个谐振电感,因此,在 LLC谐振变换器中的谐振元件主要由以上3个谐振元件构成,即谐振电容 Cs,电感 Ls 和激磁电感 Lm;半桥全波整流二极管 D1 和 D2,输出电容 Cf。LLC 变换器的稳态工作原理如下:  

  1)(t1,t2)当t=t1 时,S2 关断,谐振电流给S1的寄生电容放电,一直到S1上的电压为零,然后S1 的体内二级管导通。此阶段D1导通,Lm上的电压被输出电压钳位,因此,只有Ls和Cs参与谐振。  

  2)(t2,t3)当t=t2 时,S1在零电压的条件下导通,变压器原边承受正向电压;D1继续导通,S2及D2 截止。此时 Cs和Ls参与谐振,而Lm不参与谐振。  

  3)(t3,t4)当t=t3 时,S1仍然导通,而 D1与D2 处于关断状态,Tr 副边与电路脱开,此时Lm,Ls和 Cs 一起参与谐振。实际电路中 Lm>>Ls,因此,在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。  

  4)(t4,t5)当t=t4 时,S1关断,谐振电流给S2的寄生电容放电,一直到S2上的电压为零,然后S2 的体内二级管导通。此阶段 D2 导通,Lm 上的电压被输出电压钳位,因此,只有 Ls 和Cs 参与谐振。  

  5)(t5,t6)当t=t5 时,S2 在零电压的条件下导通,Tr 原边承受反向电压;D2继续导通,而S1和D1 截止。此时仅 Cs和Ls 参与谐振,Lm上的电压被输出电压箝位,而不参与谐振。  

  6)(t6,t7)当 t=t6 时,S2仍然导通,而D1和D2处于关断状态,Tr 副边与电路脱开,此时 Lm,Ls和Cs 一起参与谐振。实际电路中Lm>>Ls,因此,在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。