V sériovém obvodu rezistorů, kondenzátorů a induktorů se jev vyskytující se výkon, napětí, proud a fáze nazývásériová rezonance. Jeho charakteristiky jsou: čistý odporový obvod, kde výkon, napětí a proud mají fáze, reaktance X je rovna nule, impedance Z je rovna odporu R a minimální impedance, proud, maximální indukčnost a kapacita obvodu mohou generovat napětí mnohonásobně vyšší než napájecí napětí a vysoké napětí. Proto je sériová rezonance také známá jako napěťová rezonance.
Rezonanční napětí je superponováno s původním napětím a paralelní rezonance: V paralelním obvodu vykazují rezistory, kondenzátory a induktory fázový jev mezi napětím a celkovým proudem obvodu, který se nazývá paralelní rezonance. Jeho charakteristikou je, že paralelní rezonance je plně kompenzovaná metoda, která nevyžaduje jalový výkon, ale poskytuje pouze výkon požadovaný rezistorem činného výkonu, generuje rezonanci pro minimalizaci celkového proudu obvodu a proud větve je obvykle větší než celkový proud v obvodu. Proto je paralelní rezonance také známá jako proudová rezonance.
Charakteristika a rozdíly mezi sériová rezonance a paralelní rezonance:
1. Režim rezonance zátěže lze rozdělit na dva typy: paralelní střídač a sériový střídač. Hlavní technické vlastnosti a rozdíly mezi sériovým a paralelním střídačem jsou následující:
Rozdíl mezi sériovými invertory a paralelními invertory spočívá v různých oscilačních obvodech, které používají, přičemž první jsou v sérii s L, R a C a druhé paralelně s L, R a C.
(1) Zátěžový obvod sériového měniče má nízkou impedanci k napájecímu zdroji a musí být napájen zdrojem napětí. Proto musí být usměrněná a filtrovaná svorka stejnosměrného napájení připojena k velkému filtračnímu kondenzátoru. Při poruše střídače dochází k velkému nárazovému proudu, což ztěžuje ochranu.
Zátěžový obvod paralelního invertoru představuje vysokou impedanci napájecího zdroje a vyžaduje zdroj proudu, aby ji poskytl. V případě poruchy invertoru však bude proud omezen vysokou reaktancí, která má malý dopad a lze ji snadno chránit.
(2) Vstupní napětí sériového invertoru je konstantní a výstupní napětí je obdélníková vlna. Výstupní proud je přibližně sinusový a převodník vede úhlové napětí vždy poté, co je tyristorový proud nulový.
Vstupní proud paralelního měniče je konstantní, výstupní napětí je přibližně sinusovka a výstupní proud je obdélníková vlna. Než napětí rezonančního kondenzátoru překročí nulu, je zatěžovací proud měniče vždy před úhlem napětí. Jinými slovy, oba pracují při kapacitní zátěži.
(3) Sériový invertor je zdroj konstantního napětí. Aby nedocházelo k současnému vedení tyristorů na horním a spodním můstkovém ramenu měniče, které může způsobit zkrat v napájení měniče, je nutné zajistit jeho nejprve vypnutí a následné zapnutí. To znamená, že všechny tyristory (jiná výkonová elektronická zařízení) by měly být na určitou dobu (t) vypnuty. Rozptýlená indukčnost, která se vztahuje k indukovanému potenciálu generovanému indukčností od stejnosměrné svorky k přívodu zařízení, může poškodit zařízení, proto je nutné pro zařízení zvolit vhodný obvod pro absorpci přepětí. Kromě toho, aby bylo zajištěno, že zatěžovací proud bude trvalý a tyristor nebude ovlivněn vysokým napětím na kondenzátoru převodníku během doby vypnutí tyristoru, musí být na obou koncích tyristoru antiparalelní rychlá dioda.
Paralelní invertor je zdroj konstantního proudu. Aby se zabránilo velkému indukovanému potenciálu generovanému reaktancí filtru Ld, musí být proud nepřetržitý. Jinými slovy, je nutné zajistit, aby tyristory na horním a spodním můstkovém rameni měniče byly nejprve zapnuty a poté vypnuty během periody měniče, to znamená, že všechny tyristory jsou během periody měniče (t) ve vodivém stavu. V tomto bodě, ačkoli je rameno invertorového můstku přímo připojeno, je Ld dostatečně velké, aby nezpůsobilo zkrat ve stejnosměrném napájecím zdroji. Dlouhá doba komutace však sníží efektivitu systému, proto je nutné zkrátit t-gamma, tedy snížit hodnotu Lk.
(4) Provozní frekvence sériového střídače musí být nižší než vlastní frekvence kmitání zátěžového obvodu, to znamená, aby byla zajištěna vhodná doba. V opačném případě kvůli přímému spojení mezi horní a spodní částí dojde k poruše střídače. Můstkové rameno střídače.
Provozní frekvence paralelního měniče musí být o něco vyšší než vlastní frekvence kmitání zátěžového obvodu, aby byla zajištěna vhodná doba zpětného napětí t, jinak dojde k poruchám tyristorového měniče. Pokud je však příliš vysoké, zpětné napětí tyristoru během převodníku bude příliš vysoké, což není povoleno.
(5) Pro sériové měniče existují dvě metody regulace výkonu: změna stejnosměrného napájecího napětí Ud nebo změna spouštěcí frekvence tyristoru, tj. změna účiníku zátěže cos.
Režim regulace výkonu paralelních měničů může změnit pouze stejnosměrné napájecí napětí Ud a změna cos phi také zvýší výstupní napětí a výkon měniče, ale povolený rozsah nastavení je velmi malý.
(6) V měniči sériového měniče se přirozeně vypíná tyristor. Před vypnutím proud postupně klesá k nule, takže doba vypnutí je krátká a ztráta malá. Během komutační periody má tyristor delší dobu vypnutí (t+t -).
V měniči paralelního měniče je tyristor při plném proudu nucen vypnout. Poté, co je proud nucen klesnout na nulu, je vyžadována doba reverzního napětí, takže doba vypnutí je delší. Naproti tomu sériové invertory jsou vhodnější pro indukční ohřívací zařízení s vyššími pracovními frekvencemi.
(7) Tyristory sériového měniče musí vydržet nižší napětí. Při použití 380V elektrické sítě pro napájení by měly být použity 1200V tyristory. Tyristorem by však měly procházet všechny proudy v zátěžovém obvodu, včetně složek činného a jalového výkonu. Pokud tyristor měniče ztratí svůj impuls, pouze zastaví oscilaci a nezpůsobí převrácení měniče.
Krystalová brána paralelního invertoru musí odolat vysokému napětí a její hodnota rychle roste s rostoucím účiníkem Angle. Samotná zátěž však bude tvořit oscilační proudovou smyčku. Invertorovým tyristorem protéká pouze činný proud a když tyristor invertoru občas ztratí spouštěcí impuls, může stále udržovat oscilaci a pracovat relativně stabilně.
(8) Sériové invertory mohou být samy-buzené nebo samy{2}}buzené. Výstupní výkon lze upravit změnou frekvence spouštěcích impulsů měniče. Paralelní měniče mohou pracovat pouze v samobuzeném stavu.
(9) V sériovém měniči je spouštěcí impuls tyristoru asymetrický a nezavádí proud stejnosměrné složky, který by ovlivnil normální provoz. U paralelních invertorů je však spouštěcí impuls tyristoru invertoru asymetrický, což může zavádět proud stejnosměrné složky a způsobit poruchy.
(10) Sériový frekvenční měnič se snadno spouští a je vhodný pro pracovní prostředí s častým spouštěním; Paralelní měniče vyžadují další startovací obvody, které se obtížně spouštějí.
(11) V důsledku obdélníkového vlnového napětí neseného tyristory v sériovém měniči je hodnota du/dt relativně velká a klíčovou roli hraje absorpční obvod, zatímco požadavek di/dt je relativně nízký. V paralelních invertorech je proud protékající tyristory invertoru obdélníkovou vlnou, takže je zapotřebí větší di/dt a nižší du/dt.
(12) Když je vzdálenost mezi indukční topnou spirálou sériového měniče a výkonem měniče (včetně kanálových kondenzátorů) velká, je dopad na výstupní výkon malý. Pokud jsou použity koaxiální kabely nebo jsou spirálové dráty umístěny co nejblíže (lépe stočené k sobě), efekt není významný. U paralelních invertorů by měla být indukční topná spirála umístěna co nejblíže ke zdroji energie (zejména kanálovému kondenzátoru), jinak výrazně sníží výkon a účinnost.
(13) Napětí na indukční cívce sériového měniče a napětí na mezerovém kondenzátoru jsou oba Q-násobkem výstupního napětí měniče a proud protékající indukční cívkou je roven výstupnímu proudu měniče.
Napětí na indukční cívce a mezerovém kondenzátoru paralelního měniče se rovná výstupnímu napětí měniče a proud, který jimi protéká, je Q-násobek výstupního proudu měniče.
Stručně řečeno, paralelní měniče a sériové měniče (obvykle označované jako paralelní nebo sériové měniče napájení) mají své vlastní technické vlastnosti a oblasti použití. Z pohledu aplikací průmyslového vytápění jsou paralelní invertory široce používány v tavení, izolaci, přenosu tepla, indukčním ohřevu a dalších oblastech s rozsahem výkonu od několika kilowattů do desítek tisíc kilowattů. Sériové invertory jsou široce používány v izolaci a aplikacích s vysokou hodnotou Q a vysokofrekvenčním indukčním ohřevem při tavení, jedné až dvou pecích, s rozsahem výkonu od několika kilowattů do několika tisíc kilowattů. V současné době je více než 90 % napájecích zdrojů s proměnnou frekvencí používaných v čínském průmyslovém sektoru tvořeno paralelními napájecími zdroji s proměnnou frekvencí.