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諧振變壓器原理:
1 結(jié)構(gòu)特征：諧振變壓器的鐵心可以做成兩種不同的結(jié)構(gòu)：殼式和心式。心式鐵心變壓器在一系列主要指標(biāo)方面不如殼式鐵心變壓器，其重量和外型尺寸較大，調(diào)節(jié)氣隙的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。為此，我們研制的試驗(yàn)裝置采用殼式結(jié)構(gòu)，諧振變壓器繞組套裝在可移動(dòng)的中心柱外面。
2 特性曲線：諧振變壓器的特性曲線如圖2所示。由圖2可見，在不同氣隙長度δ下，諧振變壓器的伏安特性具有良好的線性關(guān)系，其電感L與變壓器上的電壓值無 關(guān)。因而這種諧振變壓器在用于交流諧振試驗(yàn)時(shí)，可先在低壓條件下進(jìn)行調(diào)諧(通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變動(dòng)鐵心與下軛鐵心之間的氣隙長度)，當(dāng)調(diào)諧到諧振時(shí)，再升高試 驗(yàn)電壓，系統(tǒng)調(diào)諧非常方便。
3 回路電感L與鐵心氣隙長度δ的關(guān)系：氣隙可調(diào)諧振變壓器，無論是串聯(lián)型還是并聯(lián)型，都是通過調(diào)節(jié)鐵心氣隙長度，改變回路電感量L，使諧振變壓器發(fā)生諧振。 這就是對于具有一定對地電容的被試器，通過改變鐵心氣隙長度使諧振變壓器發(fā)生諧振的機(jī)理。但是需要注意的是氣隙長度不可過大，過大會(huì)使已建立的諧振條件遭 到破壞。
4 調(diào)諧原理：(1)串聯(lián)調(diào)諧： 串聯(lián)諧振變壓器的等值電路如圖3所示。當(dāng)對諧振變壓器施加US=220V，f=50Hz的工頻電壓后，通過手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)，使即ωL=1/ωC即 XL=XC時(shí)，回路發(fā)生串聯(lián)諧振，這里回路電流IS最大=Us/(RL+RC)因?yàn)镽C>>RL，則有Is≈US/Rc (1)被試品上的電壓UC和調(diào)諧電抗器上的電壓UL分別為： Uc=(1/ωc)Is=XcIs UL=ωLIs=XLIs當(dāng)調(diào)諧到諧振時(shí)Uc=UL=ω0LIs=(ω0L/Rc)Us (2)式(2)中比值ω0L/Rc=(根號(hào)L/C的2次方)/Rc=Q (3)ω0為諧振角頻率Q稱為串聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)。因?yàn)?根號(hào)L/C的2次方)>>RC，所以Q>>1。從而得出電源容量 Ps=UsIs=(Uc/Q)Is=Pc/Q (4)由式(4)可知，當(dāng)諧振變壓器調(diào)諧到諧振時(shí)，電源電壓和容量均為被試品對應(yīng)電壓和容量的1/Q。所以與一般試驗(yàn)變壓器相比，諧振變壓器具有重量輕、 體積小的優(yōu)點(diǎn)。(2)并聯(lián)調(diào)諧并聯(lián)諧振變壓器的等值電路如圖4所示。當(dāng)RL≤ωL，Rc≤1/ωc時(shí)，并聯(lián)諧振的諧振頻率fo為：并聯(lián)回路的品質(zhì)因數(shù)Q 為： Q=(ω0L)/(RL+Rc)=1(RL+Rc)ω0C (6)式中RL、RC——電感、電容的等效串聯(lián)電阻(Ω) L——調(diào)諧電抗器電感(H) C——試品對地電容(F)當(dāng)向并聯(lián)諧振變壓器施加50Hz交流電壓時(shí)，隨著電壓的升高，回路中將產(chǎn)生強(qiáng)迫振蕩。當(dāng)回路的振蕩頻率等于外施電源頻率時(shí)，回路 的阻抗最大(且呈純電阻性)，因而回路電流最小，但L和C上的電流IL和IC都是回路電流I的Q倍，即IL=IC=QI。
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