Dirençler, kapasitörler ve indüktörlerden oluşan bir seri devrede meydana gelen güç, gerilim, akım ve faz olayına denir.seri rezonans. Özellikleri şunlardır: güç, voltaj ve akımın fazlara sahip olduğu, reaktans X'in sıfıra eşit olduğu, empedans Z'nin direnç R'ye eşit olduğu ve devrenin minimum empedans, akım, maksimum endüktans ve kapasitansının güç kaynağı voltajından ve yüksek voltajdan kat kat daha büyük voltajlar üretebildiği saf bir direnç devresi. Bu nedenle seri rezonans, voltaj rezonansı olarak da bilinir.
Rezonans voltajı, orijinal voltaj ve paralel rezonans ile üst üste bindirilir: Paralel bir devrede dirençler, kapasitörler ve indüktörler, voltaj ile devrenin toplam akımı arasında paralel rezonans adı verilen bir faz olgusu sergiler. Karakteristik özelliği, paralel rezonansın, reaktif güç gerektirmeyen, yalnızca aktif güç direncinin ihtiyaç duyduğu gücü sağlayan, devrenin toplam akımını en aza indirmek için rezonans üreten ve branş akımının genellikle devredeki toplam akımdan daha büyük olan, tamamen telafi edilmiş bir yöntem olmasıdır. Bu nedenle paralel rezonans aynı zamanda akım rezonansı olarak da bilinir.
Özellikleri ve arasındaki farklar seri rezonans ve paralel rezonans:
1. Yük rezonans modu iki türe ayrılabilir: paralel invertör ve seri invertör. Seri invertör ile paralel invertör arasındaki temel teknik özellikler ve farklar aşağıdaki gibidir:
Seri invertörler ve paralel invertörler arasındaki fark, kullandıkları farklı salınım devrelerinde yatmaktadır; birincisi L, R ve C ile seri, ikincisi ise L, R ve C ile paraleldir.
(1) Seri invertörün yük devresinin güç kaynağına karşı düşük empedansı vardır ve bir voltaj kaynağı tarafından çalıştırılması gerekir. Bu nedenle, düzeltilmiş ve filtrelenmiş DC güç kaynağı terminali, büyük bir filtreleme kapasitörüne bağlanmalıdır. İnvertör arızalandığında büyük bir dalgalanma akımı oluşur ve bu da korumayı zorlaştırır.
Paralel invertörün yük devresi, güç kaynağına yüksek empedans sunar ve bunu sağlamak için bir akım kaynağına ihtiyaç duyar. Ancak invertörün arızalanması durumunda akım, yüksek reaktans nedeniyle sınırlanacak, bu da etkisi küçük olacak ve korunması kolay olacaktır.
(2) Seri invertörün giriş voltajı sabittir ve çıkış voltajı dikdörtgen bir dalgadır. Çıkış akımı yaklaşık olarak sinüs dalgasıdır ve dönüştürücü, tristör akımı sıfır olduktan sonra daima açı gerilimini yönlendirir.
Paralel invertörün giriş akımı sabittir, çıkış voltajı yaklaşık sinüs dalgasıdır ve çıkış akımı dikdörtgen dalgadır. Rezonans kapasitör voltajı sıfırı geçmeden önce dönüştürücünün yük akımı her zaman voltaj açısının önündedir. Başka bir deyişle her ikisi de kapasitif yükler altında çalışır.
(3) Bir seri invertör, sabit voltaj kaynaklı bir güç kaynağıdır. İnverter güç kaynağında kısa devreye neden olabilecek, invertörün üst ve alt köprü kollarındaki tristörlerin aynı anda iletilmesini önlemek için önce kapatılıp sonra açılmasının sağlanması gerekir. Yani tüm tristörlerin (diğer güç elektroniği cihazları) belirli bir süre (t) süreyle kapatılması gerekir. DC terminalinden ekipmanın kablosuna kadar olan endüktansın oluşturduğu indüklenen potansiyeli ifade eden kaçak endüktans, ekipmana zarar verebilir, dolayısıyla ekipman için uygun bir aşırı gerilim emme devresinin seçilmesi gerekir. Ayrıca tristörün kapanma süresi boyunca yük akımının sürekli olmasını ve tristörün konvertör kondansatörü üzerindeki yüksek voltajdan etkilenmemesini sağlamak için tristörün her iki ucunda anti paralel hızlı diyot bulunmalıdır.
Paralel invertör, sabit akım kaynaklı bir güç kaynağıdır. Filtre reaktansı Ld tarafından üretilen büyük indüklenen potansiyelden kaçınmak için akımın sürekli olması gerekir. Yani eviricinin üst ve alt köprü kollarında bulunan tristörlerin dönüştürücü periyodu boyunca önce açılıp sonra kapanmasını yani konvertör (t) periyodu boyunca tüm tristörlerin iletken durumda olmasını sağlamak gerekir. Bu noktada evirici köprü kolu doğrudan bağlı olmasına rağmen Ld, DC güç kaynağında kısa devreye neden olmayacak kadar büyüktür. Ancak, uzun bir komütasyon süresi sistem verimliliğini azaltacaktır, dolayısıyla t-gamayı kısaltmak, yani Lk'nin değerini azaltmak gerekir.
(4) Seri invertörün çalışma frekansı, uygun bir süre sağlamak için yük devresinin doğal salınım frekansından daha düşük olmalıdır. Aksi takdirde üst ve alt kısımlar arasındaki direkt bağlantı nedeniyle invertör arızalanacaktır. İnverterin köprü kolu.
Paralel invertörün çalışma frekansı, uygun bir ters gerilim süresi t'yi sağlamak için yük devresinin doğal salınım frekansından biraz daha yüksek olmalıdır, aksi takdirde tristör dönüştürücüde arızalara neden olur. Ancak çok yüksek olursa, dönüştürücü sırasında tristörün ters voltajı çok yüksek olacaktır ve buna izin verilmez.
(5) Seri invertörler için iki güç düzenleme yöntemi vardır: DC güç kaynağı voltajını Ud değiştirmek veya tristör tetikleme frekansını değiştirmek, yani yük güç faktörünü cos değiştirmek.
Paralel invertörlerin güç düzenleme modu yalnızca DC güç kaynağı voltajını Ud değiştirebilir ve cos phi'yi değiştirmek aynı zamanda invertörün çıkış voltajını ve gücünü de artıracaktır, ancak izin verilen ayar aralığı çok küçüktür.
(6) Seri invertörün dönüştürücüsünde tristör doğal olarak kapanır. Kapatmadan önce akım yavaş yavaş sıfıra düşer, bu nedenle kapanma süresi kısadır ve kayıp azdır. Komutasyon periyodu sırasında tristörün kapanma süresi daha uzundur (t+t -).
Paralel invertörün dönüştürücüsünde tristör, tam akım çalışması sırasında kapanmaya zorlanır. Akım sıfıra düşmeye zorlandıktan sonra bir süre ters gerilim süresi gerekir, dolayısıyla kapanma süresi daha uzun olur. Buna karşılık seri invertörler, daha yüksek çalışma frekanslarına sahip indüksiyonlu ısıtma ekipmanları için daha uygundur.
(7) Seri invertörün tristörlerinin daha düşük voltajlara dayanması gerekir. Güç kaynağı olarak 380V güç şebekesi kullanıldığında 1200V tristörler kullanılmalıdır. Ancak aktif ve reaktif güç bileşenleri de dahil olmak üzere yük devresindeki tüm akımlar tristör üzerinden akmalıdır. İnverter tristörü darbesini kaybederse sadece salınımı durduracak ve invertörün devrilmesine neden olmayacaktır.
Paralel invertörün kristal kapısının yüksek gerilime dayanması gerekir ve değeri, açı güç faktörünün artmasıyla hızla artar. Ancak yükün kendisi salınımlı bir akım döngüsü oluşturacaktır. İnverter tristöründen yalnızca aktif akım geçer ve invertör tristörü ara sıra tetikleme darbesini kaybettiğinde, yine de salınımı koruyabilir ve nispeten stabil çalışabilir.
(8) Seri invertörler kendiliğinden-uyarılmış veya kendiliğinden-uyarılmış olabilir. Çıkış gücü, invertörün tetikleme darbe frekansı değiştirilerek ayarlanabilir. Paralel invertörler yalnızca kendinden uyarmalı durumda çalışabilir.
(9) Bir seri eviricide, tristörün tetikleme darbesi asimetriktir ve normal çalışmayı etkileyecek şekilde DC bileşen akımı sağlamaz. Bununla birlikte, paralel eviricilerde, evirici tristörünün tetikleme darbesi asimetriktir, bu da DC bileşen akımına neden olabilir ve hatalara neden olabilir.
(10) Seri frekans dönüştürücünün başlatılması kolaydır ve sık başlatılan çalışma ortamları için uygundur; Paralel invertörler, başlatılması zor olan ek başlatma devrelerine ihtiyaç duyar.
(11) Seri invertördeki tristörlerin taşıdığı dikdörtgen dalga voltajından dolayı du/dt değeri nispeten büyüktür ve absorpsiyon devresi anahtar rol oynar, di/dt gereksinimi ise nispeten düşüktür. Paralel eviricilerde, evirici tristörlerinden akan akım dikdörtgen bir dalga olduğundan daha büyük bir di/dt ve daha düşük bir du/dt gereklidir.
(12) Seri invertörün endüksiyonlu ısıtma bobini ile invertör gücü (kanal kapasitörleri dahil) arasındaki mesafe uzak olduğunda, çıkış gücü üzerindeki etki küçüktür. Koaksiyel kablolar kullanılırsa veya spiral teller mümkün olduğu kadar yakın yerleştirilirse (birlikte daha iyi bükülürse), etki önemli değildir. Paralel invertörler için, indüksiyonlu ısıtma bobini güç kaynağına (özellikle kanal kapasitörüne) mümkün olduğu kadar yakın yerleştirilmelidir, aksi takdirde güç çıkışı ve verimi büyük ölçüde düşecektir.
(13) Seri invertörün endüksiyon bobini üzerindeki voltaj ve boşluk kapasitörünün voltajı, invertörün çıkış voltajının Q katıdır ve indüksiyon bobininden akan akım, invertörün çıkış akımına eşittir.
Paralel bir invertörün endüksiyon bobini ve aralık kapasitöründeki voltaj, invertörün çıkış voltajına eşittir ve bunlardan akan akım, invertörün çıkış akımının Q katıdır.
Özetle paralel invertörler ve seri invertörlerin (genellikle paralel veya seri invertör güç kaynakları olarak anılır) kendilerine has teknik özellikleri ve uygulama alanları vardır. Endüstriyel ısıtma uygulamaları açısından bakıldığında, paralel invertörler eritme, yalıtım, ısı transferi, indüksiyonla ısıtma ve diğer alanlarda birkaç kilovattan onbinlerce kilovat'a kadar güç aralığıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Seri invertörler, birkaç kilowatt'tan birkaç bin kilowatt'a kadar güç aralığıyla, bir ila iki fırınlı, izolasyonda ve yüksek Q değerinde ve yüksek-frekanslı indüksiyonlu ısıtma uygulamalarında yaygın olarak kullanılır. Şu anda Çin'in sanayi sektöründe kullanılan değişken frekanslı güç kaynaklarının %90'ından fazlası paralel değişken frekanslı güç kaynaklarıdır.