HDTF变频串联谐振成套装置的应用

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串联谐振耐压试验装置又叫串联谐振，分为调频式和调感式。一般是由变频电源、励磁变压器、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。

串联谐振耐压试验装置的应用

串联谐振广泛用于电力、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。串联谐振耐压试验装置主要用于以下方面：

1、6kV-500kV高压交联电缆的交流耐压试验

2、发电机的交流耐压试验

3、GIS和SF6开关的交流耐压试验

4、6kV-500kV变压器的工频耐压试验

5、其它电力高压设备如母线，套管，互感器的交流耐压试验。

串联谐振耐压试验装置的工作原理

串联谐振变在电子设备的LC电路 ，也称为谐振电路 ， 谐振电路 ，或调谐电路 ，由两个电子部件连接在一起，一个电感 ，由字母L表示，和一个电容器 ，由字母C的电路可以作为表示作为电谐振器 ，一个的电模拟音叉 ，将能量存储在振荡电路的谐振频率 。

串联谐振变电路被使用，也可以用于在特定频率产生的信号，或从一个更复杂的信号拾取出来的信号在特定频率。 它们在许多电子设备中，特别是无线电设备，电路，例如用于关键元件的振荡器 ， 过滤器 ， 调谐器和混频器 。

串联谐振变电路是一个理想化的模型，因为它假定不存在由于耗散能量的电阻 。 LC电路的任何实际实施将始终包括的组件和连接导线内的小，但非零电阻造成的损失。 虽然没有实际的电路是没有损耗，但却是有益的研究这个理想的电路形式，以取得理解和物理直觉。 对于一个电路模型结合性。

如果一个充电电容器两端的电感器相连，电荷将开始流过电感器，一个磁场建立它周围和减少电容器上的电压。 最终在所有电容器的电荷将消失，其两端的电压将达到零。 然而，电流将继续下去，因为电感器抗蚀剂中的电流变化。 以保持其流动的能量被从磁场，这将开始下降萃取。 该电流开始对电容器具有相反极性的电压充电到其原始充电。 当磁场被完全消耗的电流将停止，充电将再次如前存储在电容器中，具有相反的极性。 然后循环将再次开始，与通过电感的电流在相反的方向。

串联谐振变来回流动的电容器极板之间，通过电感。 能源来回振荡电容和电感之间，直到（如果不是从外部电路通过补充电源）内部电阻 ，使振荡消失。 它的作用，称为数学作为谐振子 ，类似于钟摆来回摆动，或水来回晃动的坦克。 由于这个原因，电路也称为储能电路 。 振荡频率由电容和电感值来确定。 在电子设备的典型调谐电路的振荡是非常快的，几千到每秒百万次。

LC串联谐振电路是LC谐振电路中的另一种谐振电路。图1所示是LC串联谐振电路。电路中的Rl是线圈Ll的直流电阻，也是这一LC串联谐振电路的阻尼电阻，电阻器是一个耗能元件，它在这里要消耗谐振信号的能量。Ll与Cl串联后再与信号源Us相并联，这里的信号源是一个恒压源。

图1

在LC串联谐振电路中，电阻Rl的阻值越小，对谐振信号的能量消耗越小，谐振电路的品质也越好，电路的Q值也越高；当电路中的电感Ll越大，存储的磁能越多，在电路损耗一定时谐振电路的品质也越好，电路的Q值也越高。

电路中，信号源与LC串联谐振电路之间不存在能量间的相互转换，只是电容Cl和电感Ll之间存在电能和磁能之间的相互转换。外加的输入信号只是补充由于电阻Rl消耗电能而损耗的信号能量。

LC串联谐振电路的谐振频率计算公式与并联谐振电路一样。

1．LC串联谐振电路阻抗特性

图2所示是LC串联谐振电路阻抗特性曲线。

图2

阻抗特性分析要将输入信号频率分成多种情况进行。

(1)输入信号频率等于谐振频率fo。当输入信号频率等于LC串联谐振电路的谐振频率fo时，电路发生串联谐振，串联谐振时电路的阻抗最小且为纯阻性（不为容性也不为感性），如图3所示，其值为R1（纯阻性）。

图3

当信导频率偏离LC谐振电路的谐振频率时，电路的阻抗要增大，且频率偏离的量越大，电路的阻抗就越大，这一点恰好是与LC并联谐振电路相反的。 要记住：串联谐振时电路的阻抗最小。

(2)输入信号频率高于谐振频率fo。当输入信号频率高于谐振频率时，LC串联谐振电路为感性，相当于一个电感（电感量大小不等于L1），如图4所示。

图4

这一点可以这样理解：在Ll和Cl串联电路中，当信号频率高于谐振频率之后，由于频率升高，Cl的容抗减小，而Ll的感抗却增大，在串联电路中起主要作用的是阻抗大的一个元件，’这样Ll起主要作用，因此在输入信号频率高于谐振频率之后，LC串联谐振电路等效于一个电感。

谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。通常，谐振电路由电容、电感和电阻组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。

由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。比如，串联谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的应用，例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的信号特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。所以研究串联谐振有重要的意义。

在含有电感L 、电容C 和电阻R 的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励下响应随频率变化的情况， 即频率特性。Multisim 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用， 其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了一种可靠的分析方法， 同时也缩短了产品的研发时间。

串联谐振实验原理

RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。

该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ωC)

串联谐振实验特性

1.电路处于谐振状态时的特性。

（1）、回路阻抗Z0=R,| Z0|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。

（2）、回路电流I0的数值最大，I0=US/R。

（3）、电阻上的电压UR的数值最大，UR =US。

（4）、电感上的电压UL与电容上的电压UC数值相等，相位相差180°，UL=UC=QUS。

2.电路的品质因数Q

电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数Q，即：

3.谐振曲线。

电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线。 在US、R、L、C固定的条件下，有

改变电源角频率ω，可得到响应电压随电源角频率ω变化的谐振曲线，回路电流与电阻电压成正比。从图中可以看到，UR的最大值在谐振角频率ω0处，此时，UL=UC=QUS。UC的最大值在ω<ω0处，UL的最大值在ω>ω0处。

图表示经过归一化处理后不同Q值时的电流频率特性曲线。从图中（Q1

串联谐振实验结论

从Multisim 仿真软件进行RLC串联谐振电路实验的结果来看， RLC串联谐振电路在发生谐振时，电感上的电压UL与电容上的电压UC 大小相等，相位相反。这时电路处于纯电阻状态，且阻抗最小，激励电源的电压与回路的响应电压同相位。谐振频率f0与回路中的电感L和电容C有关，与电阻R和激励电源无关。品质因数Q值反映了曲线的尖锐程度，电阻R 的阻值直接影响Q 值。