I et seriekredsløb af modstande, kondensatorer og induktorer kaldes fænomenet effekt, spænding, strøm og fase, der forekommerserie resonans. Dets karakteristika er: et rent modstandskredsløb, hvor strøm, spænding og strøm har faser, reaktans X er lig nul, impedans Z er lig modstand R, og kredsløbets minimumsimpedans, strøm, maksimal induktans og kapacitans kan generere spændinger mange gange større end strømforsyningsspændingen og højspændingen. Derfor er serieresonans også kendt som spændingsresonans.
Resonansspændingen er overlejret med den oprindelige spænding, og parallel resonans: I et parallelkredsløb udviser modstande, kondensatorer og induktorer et fasefænomen mellem spændingen og kredsløbets samlede strøm, som kaldes parallelresonans. Dens karakteristika er, at parallel resonans er en fuldt kompenseret metode, der ikke kræver reaktiv effekt, men kun giver den effekt, der kræves af den aktive effektmodstand, hvilket genererer resonans for at minimere den samlede strøm af kredsløbet, og grenstrømmen er normalt større end den samlede strøm i kredsløbet. Derfor er parallel resonans også kendt som strømresonans.
Karakteristika og forskelle mellem serie resonans og parallel resonans:
1. Belastningsresonanstilstanden kan opdeles i to typer: parallel inverter og serie inverter. De vigtigste tekniske egenskaber og forskelle mellem serieinverter og parallel inverter er som følger:
Forskellen mellem serieinvertere og parallelle invertere ligger i de forskellige oscillationskredsløb, de bruger, med førstnævnte i serie med L, R og C og sidstnævnte parallelt med L, R og C.
(1) Serieinverterens belastningskredsløb har lav impedans til strømforsyningen og skal forsynes med strøm fra en spændingskilde. Derfor skal den ensrettede og filtrerede DC-strømforsyningsterminal tilsluttes en stor filtreringskondensator. Når inverteren fejler, er der en stor overspændingsstrøm, hvilket gør beskyttelsen vanskelig.
Belastningskredsløbet i en parallel inverter har høj impedans til strømforsyningen og kræver en strømkilde for at levere den. Men i tilfælde af inverterfejl vil strømmen være begrænset af høj reaktans, som har en lille påvirkning og er nem at beskytte.
(2) Indgangsspændingen for en serieinverter er konstant, og udgangsspændingen er en rektangulær bølge. Udgangsstrømmen er tilnærmelsesvis sinusbølge, og konverteren fører altid vinkelspændingen, efter at tyristorstrømmen er nul.
Indgangsstrømmen af en parallel inverter er konstant, udgangsspændingen er omtrent en sinusbølge, og udgangsstrømmen er en rektangulær bølge. Før resonanskondensatorspændingen krydser nul, er konverterens belastningsstrøm altid foran spændingsvinklen. Med andre ord fungerer begge under kapacitive belastninger.
(3) En serieinverter er en strømforsyning med konstant spænding. For at undgå samtidig ledning af tyristorer på inverterens øvre og nedre broarme, som kan forårsage en kortslutning i inverterens strømforsyning, er det nødvendigt at sikre, at den først er slukket og derefter tændt. Det vil sige, at alle tyristorer (andre strømelektroniske enheder) skal være slukket i en periode (t). Stray induktans, som refererer til det inducerede potentiale, der genereres af induktansen fra DC-terminalen til udstyrsledningen, kan beskadige udstyret, så det er nødvendigt at vælge et passende overspændingsabsorptionskredsløb til udstyret. For at sikre, at belastningsstrømmen er kontinuerlig, og at tyristoren ikke påvirkes af højspændingen på konverterkondensatoren under slukningsperioden for tyristoren, skal der være en anti-parallel hurtig diode i begge ender af tyristoren.
En parallel inverter er en konstant strømkilde. For at undgå det store inducerede potentiale, der genereres af filterreaktansen Ld, skal strømmen være kontinuerlig. Med andre ord er det nødvendigt at sikre, at tyristorerne på vekselretterens øvre og nedre broarme først tændes og derefter slukkes i konverterperioden, det vil sige, at alle tyristorer er i ledende tilstand i konverterperioden (t). På dette tidspunkt, selvom inverterbroarmen er direkte forbundet, er Ld stor nok til ikke at forårsage en kortslutning i DC-strømforsyningen. En lang kommuteringstid vil dog reducere systemets effektivitet, så det er nødvendigt at forkorte t-gamma, dvs. reducere værdien af Lk.
(4) Driftsfrekvensen for serie-inverteren skal være lavere end belastningskredsens naturlige oscillationsfrekvens, det vil sige for at sikre en passende tid. Ellers vil inverteren fejlfunktion på grund af den direkte forbindelse mellem de øvre og nedre dele. Inverterens broarm.
Driftsfrekvensen for en parallel inverter skal være lidt højere end den naturlige oscillationsfrekvens for belastningskredsløbet for at sikre en passende omvendt spændingstid t, ellers vil det forårsage fejl i tyristorkonverteren. Men hvis den er for høj, vil den omvendte spænding af tyristoren under konverteren være for høj, hvilket ikke er tilladt.
(5) Der er to effektreguleringsmetoder for serie-invertere: ændring af DC-strømforsyningsspændingen Ud eller ændring af tyristortriggerfrekvensen, det vil sige ændring af belastningseffektfaktoren cos.
Strømreguleringstilstanden for parallelle invertere kan kun ændre DC-strømforsyningsspændingen Ud, og ændring af cos phi vil også øge inverterens udgangsspænding og effekt, men det tilladte justeringsområde er meget lille.
(6) I serieinverterens omformer slukker tyristoren naturligt. Inden der slukkes, falder strømmen gradvist til nul, så slukningstiden er kort, og tabet er lille. I kommuteringsperioden har tyristoren en længere slukketid (t+t -).
I konverteren til en parallel inverter tvinges tyristoren til at slukke under fuld strømdrift. Efter at strømmen er tvunget til at falde til nul, kræves der en periode med omvendt spændingstid, så slukningstiden er længere. Derimod er serieinvertere mere velegnede til induktionsvarmeudstyr med højere driftsfrekvenser.
(7) Tyristorerne i serieinverteren skal modstå lavere spændinger. Ved brug af et 380V elnet til strømforsyning skal der anvendes 1200V tyristorer. Imidlertid bør alle strømme i belastningskredsløbet, inklusive aktive og reaktive effektkomponenter, strømme gennem tyristoren. Hvis invertertyristoren mister sin puls, vil den kun stoppe oscillationen og vil ikke få inverteren til at vælte.
Krystalporten på en parallel inverter skal modstå højspænding, og dens værdi stiger hurtigt med stigningen i effektfaktoren Angle. Selve belastningen vil dog danne en oscillerende strømløkke. Der løber kun aktiv strøm gennem invertertyristoren, og når invertertyristoren af og til mister triggerimpulsen, kan den stadig opretholde oscillationen og arbejde relativt stabilt.
(8) Serieinvertere kan være selv-exciterede eller selv-exciterede. Udgangseffekten kan justeres ved at ændre inverterens triggerimpulsfrekvens. Parallelle invertere kan kun fungere i selvaktiveret tilstand.
(9) I en serieinverter er tyristorens triggerimpuls asymmetrisk og indfører ikke DC-komponentstrøm for at påvirke normal drift. I parallelle invertere er vekselrettertyristorens udløsningsimpuls imidlertid asymmetrisk, hvilket kan introducere DC-komponentstrøm og forårsage fejl.
(10) Seriefrekvensomformeren er nem at starte og egnet til hyppigt startende arbejdsmiljøer; Parallelle invertere kræver yderligere startkredsløb, som er vanskelige at starte.
(11) På grund af den rektangulære bølgespænding, der bæres af tyristorerne i serieinverteren, er du/dt-værdien relativt stor, og absorptionskredsløbet spiller en nøglerolle, mens di/dt-kravet er relativt lavt. I parallelle invertere er strømmen, der løber gennem inverterens tyristorer, en rektangulær bølge, så der kræves en større di/dt og en lavere du/dt.
(12) Når afstanden mellem induktionsvarmespolen i serieinverteren og invertereffekten (inklusive kanalkondensatorer) er stor, er indvirkningen på udgangseffekten lille. Hvis der anvendes koaksialkabler eller spiraltrådene placeres så tæt som muligt (bedre snoet sammen), er effekten ikke signifikant. For parallelle invertere skal induktionsvarmespolen placeres så tæt som muligt på strømkilden (især kanalkondensatoren), ellers vil det i høj grad reducere effekt og effektivitet.
(13) Spændingen på induktionsspolen i serieinverteren og spændingen på gap-kondensatoren er begge Q gange vekselretterens udgangsspænding, og strømmen, der strømmer gennem induktionsspolen, er lig med inverterens udgangsstrøm.
Spændingen på induktionsspolen og gap-kondensatoren på en parallel inverter er lig med inverterens udgangsspænding, og strømmen, der strømmer gennem dem, er Q gange inverterens udgangsstrøm.
Sammenfattende har parallelle invertere og serieinvertere (normalt omtalt som parallelle eller serie inverter strømforsyninger) deres egne tekniske karakteristika og anvendelsesområder. Set fra industrielle opvarmningsapplikationer er parallelle invertere i vid udstrækning brugt til smeltning, isolering, varmeoverførsel, induktionsopvarmning og andre områder med et effektområde fra flere kilowatt til titusindvis af kilowatt. Serieinvertere bruges i vid udstrækning til isolering og høje Q-værdier og højfrekvente induktionsopvarmningsapplikationer i smeltning, en til to ovne, med et effektområde fra flere kilowatt til flere tusinde kilowatt. I øjeblikket er mere end 90% af de variabel frekvens strømforsyninger, der bruges i Kinas industrisektor, parallelle variabel frekvens strømforsyninger.