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谐振変压器的原理
  • 2025-03-20
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谐振变压器的原理主要基于串联谐振或并联谐振的原理,用于产生大电流和高电压,通常应用于大电容或大电感负载。


基本原理

谐振变压器的基本公式为ω=1/√(LC),其中ω是电源的角频率,L和C分别是负载或设备的电感和电容量。要满足这个等式,ω、L、C中至少需要有一个参数是可调的。为了满足输出电压或电流的要求,L和C中必须有一个是可调的,并且为了[敏感词]找到谐振点,参数还需要能够无级微调。因此,现代谐振变压器一般使用变频电源作为电源,以便调整ω,以带抽头电抗器作为L,与C配合就可以方便地找到谐振点。


工作原理

串联谐振:

在串联电路中,当容抗XC与感抗XL相等时,即XC=XL,电路中的电压U与电流I的相位相同,电路呈现纯电阻性,这种现象称为串联谐振(也称为电压谐振)。

当电路发生串联谐振时,电路的阻抗Z=√R²+(XC-XL)²=R,电路中总阻抗小,电流将达到[敏感词]值。

并联谐振:

并联谐振的原理与串联谐振有所不同,但同样利用了电路元件的固有频率和外加信号的频率相匹配,从而达到谐振状态。

在并联电路中,当电路的总导纳的虚部为零时,即电路呈纯电阻性,此时电路发生并联谐振。


应用与特点

应用:

谐振变压器广泛应用于电缆、电容器、发电机等具有大电容的电力设备的交流试验。

通过调节铁心磁路的气隙长度,得到连续变化的电感L,使其与被试品对地电容C发生谐振,从而可以在较小的激励电流或电压下取得较大的负载电流或电压。

特点:

所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的,在整个系统中,电源只需要提供系统中有功消耗的部分。

设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器,谐振激磁电源只需试验容量的1/Q(Q为系统品质因素,即电压谐振倍数),使得系统重量和体积大大减少。

改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路,能改善输出电压的波形畸变,获得很好的正弦波形,有效防止谐波峰值对试品的误击穿。

综上所述,谐振变压器是一种利用串联谐振或并联谐振原理工作的变压器,具有广泛的应用领域和独特的性能特点。


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