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Serienresonanz, auch bekannt alsReihenresonanzprüfgerät mit variabler Frequenz, besteht aus einem Netzteil mit variabler Frequenz, einem Erregertransformator, einer Drossel und einem kapazitiven Spannungsteiler. Kondensator und Drossel des Prüflings bilden eine Reihenresonanzschaltung; Der Spannungsteiler wird parallel zum Prüfling angeschlossen, um die Resonanzspannung am Prüfling zu messen und ein Überspannungsschutzsignal bereitzustellen. Der Frequenzmodulationsleistungsausgang wird über einen Erregertransformator an den Serienresonanzkreis gekoppelt und stellt Erregerleistung für bereitSerienresonanz.
Definition der Serienresonanz
In einem Wechselstromkreis mit Widerstand R, Induktivität L und Kondensator C führt Serienresonanz im Allgemeinen zu unterschiedlichen Spannungs- und Stromphasen an beiden Enden des Stromkreises. Wenn wir die Parameter oder die Netzfrequenz der Schaltungskomponenten (L oder C) anpassen, können wir ihre Phasen gleich machen und die gesamte Schaltung erscheint rein ohmsch. Wenn ein Schaltkreis diesen Zustand erreicht, spricht man von Resonanz. Im Resonanzzustand erreicht die Gesamtimpedanz des Stromkreises ihren Maximalwert oder nähert sich diesem an. Der Zweck der Resonanzforschung besteht darin, dieses objektive Phänomen zu verstehen und seine Eigenschaften in Wissenschaft und angewandter Technologie voll auszuschöpfen und gleichzeitig den Schaden zu verhindern, den es verursachen kann. Es gibt zwei Arten von Schaltungsverbindungen: Reihenresonanz und Parallelresonanz. Wenn in einer Reihenschaltung aus Widerständen, Induktivitäten und Kondensatoren die kapazitive Reaktanz XC gleich der induktiven Reaktanz XL ist, also XC=XL, sind die Phase der Spannung U und des Stroms I im Schaltkreis gleich und der Schaltkreis weist einen reinen Widerstand auf. Dieses Phänomen wird als Serienresonanz (auch Spannungsresonanz) bezeichnet. Wenn im Stromkreis eine Serienresonanz auftritt, verringert sich die Impedanz des Stromkreises Z=√ R2+XC-XL2=R, die Gesamtimpedanz im Stromkreis wird minimiert und der Strom erreicht seinen Maximalwert.
Prinzip der Serienresonanz
Bei der Schaltkreisfrequenz tritt Resonanz im Schaltkreis auf, und die Spannung am Prüfling beträgt das Q-fache der Ausgangsspannung des Hochspannungsendes des Erregertransformators. Q ist der Systemqualitätsfaktor, also das Vielfache der Spannungsresonanz, das im Allgemeinen zwischen zehn und hundert oder mehr liegt. Passen Sie zunächst die Ausgangsfrequenz des Netzteils mit variabler Frequenz an, um eine Serienresonanz im Stromkreis zu induzieren, und stellen Sie dann die Ausgangsspannung des Netzteils mit variabler Frequenz unter der Bedingung einer Schaltkreisresonanz ein, um den Testwert der Probenspannung zu erreichen. Aufgrund der Resonanz der Schaltung kann eine kleinere Ausgangsspannung des Netzteils mit variabler Frequenz eine höhere Prüfspannung am Prüfling CX erzeugen.
Vorteile der Serienresonanz
1. Die erforderliche Leistungskapazität wird stark reduziert. Das Resonanztestgerät der Serie Im gesamten System muss die Stromversorgung nur den aktiven Verbrauchsteil des Systems bereitstellen. Daher beträgt die erforderliche Stromversorgung für den Test nur das 1/Q-fache der Testkapazität (Q ist der Qualitätsfaktor).
2. Gewicht und Volumen der Ausrüstung wurden stark reduziert. Bei einer Reihenresonanz-Stromversorgung entfallen nicht nur die sperrige Hochleistungs-Spannungsregelungsvorrichtung und der gewöhnliche Hochleistungs-Netzfrequenz-Prüftransformator, sondern die resonante Erregungsstromversorgung benötigt auch nur 1/Q der Prüfkapazität, was das Gewicht und Volumen des Systems erheblich reduziert, normalerweise 1/5–1/10 bei gewöhnlichen Prüfgeräten.
3. Verbessern Sie die Wellenform der Ausgangsspannung. Ein resonantes Netzteil ist ein resonanter Filterkreis, der die Wellenformverzerrung der Ausgangsspannung verbessern, eine gute Sinuswelle erhalten und den durch harmonische Spitzen verursachten falschen Ausfall des Prüflings wirksam verhindern kann.
4. Verhindern Sie, dass große Kurzschlussströme die Fehlerstelle verbrennen. Wenn im Resonanzzustand die Schwachstelle der Isolierung des Prüflings durchbrochen wird, kommt es zu einer sofortigen Verstimmung des Stromkreises (Kapazitätsänderungen, wodurch die Resonanzbedingung nicht erfüllt wird) und der Stromkreis sinkt schnell auf 1/Q des normalen Prüfstroms. Bei der Verwendung von Parallelresonanz- oder herkömmlichen Prüftransformatoren für die Wechselspannungsprüfung erhöht sich der Durchschlagsstrom jedoch sofort um das Zehnfache. Im Vergleich zu beiden unterscheidet sich der Kurzschlussstrom um das Hundertfache vom Durchschlagsstrom. Somit kann die Serienresonanz effektiv Isolationsschwächen identifizieren, ohne dass große Kurzschlussströme die Fehlerstelle verbrennen könnten.
5. Es erfolgt keine Wiederherstellung nach Überspannung. Kommt es aufgrund des Verlusts der Resonanzbedingungen zu Durchschlägen und Überschlägen am Prüfling, verschwindet die Hochspannung sofort, der Lichtbogen erlischt sofort, die Schutzschaltung des Geräts wird aktiviert und der Ausgang wird unterbrochen.