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变频串联谐振的基本原理

更新时间:2025-04-08      浏览次数:145

变频串联谐振的基本原理:

一、谐振条件与阻抗特性

‌谐振频率公式‌
当电路满足频率条件 ‌�=12���f=2πLC1‌ 时,电感的感抗 ��XL 与电容的容抗 ��XC 相等(即 ��=��XL=XC),电路总阻抗最小(仅由电阻决定),电流达到最大值,此时电路进入串联谐振状态‌14。

‌阻抗特性‌
谐振时,电路总阻抗 �=�2+(��−��)2=�Z=R2+(XL−XC)2=R,呈现纯阻性,能量在电感和电容间周期性交换,形成稳定的振荡‌14。

二、电压放大原理(Q值效应)

‌品质因数(Q值)‌
谐振时,被试品上的电压为励磁变压器输出电压的 ‌Q倍‌,其中 �=���Q=RXL 或 �=���Q=RXC,Q值通常为几十至上百,实现高压输出的高效放大‌25。

‌小电源驱动高电压‌
通过谐振产生的电压放大效应,仅需小容量变频电源即可在被试品上生成工频或更高频率的高电压,显著降低设备成本和能耗‌25。

三、变频串联谐振变频调节实现方法:

‌频率匹配‌
调节变频电源的输出频率,使回路电感(电抗器)与被试品电容形成谐振条件,锁定谐振点后固定频率‌25。

‌升压控制‌
在谐振状态下,逐步升高变频电源的输出电压,通过分压器实时监测被试品电压,直至达到预设试验值‌56。

四、系统组成与工作流程

‌核心组件‌

‌变频电源‌:输出频率可调(30-300Hz)的交流电源‌78。

‌励磁变压器‌:升压并隔离电源与高压回路‌17。

‌电抗器‌:与被试品电容串联构成谐振回路‌13。

‌分压器‌:测量被试品电压并触发过压保护‌17。

‌工作流程‌

连接被试品与电抗器,形成串联回路‌38。

调节变频电源频率至谐振点,再升压至试验电压‌56。

耐压测试完成后降压、断电,并对被试品放电‌