ویژگی ها و تفاوت های بین رزونانس سری و رزونانس موازی

در مدارهای سری از مقاومت ها، خازن ها و سلف ها، پدیده وقوع توان، ولتاژ، جریان و فاز نامیده می شود.رزونانس سری. مشخصات آن عبارتند از: مدار مقاومت خالص، که در آن توان، ولتاژ و جریان دارای فاز هستند، راکتانس X برابر با صفر، امپدانس Z برابر با مقاومت R، و حداقل امپدانس، جریان، حداکثر اندوکتانس و ظرفیت مدار ممکن است ولتاژهایی چندین برابر بیشتر از ولتاژ منبع تغذیه و ولتاژ بالا ایجاد کند. بنابراین رزونانس سری به رزونانس ولتاژ نیز معروف است.

ولتاژ تشدید با ولتاژ اصلی و تشدید موازی قرار می گیرد: در مدار موازی، مقاومت ها، خازن ها و سلف ها یک پدیده فاز بین ولتاژ و جریان کل مدار را نشان می دهند که به آن رزونانس موازی می گویند. مشخصه آن این است که تشدید موازی یک روش کاملاً جبرانی است که نیازی به توان راکتیو ندارد، بلکه تنها توان مورد نیاز مقاومت اکتیو را فراهم می‌کند و رزونانس تولید می‌کند تا جریان کل مدار را به حداقل برساند و جریان انشعاب معمولاً بیشتر از جریان کل در مدار است. بنابراین رزونانس موازی به عنوان تشدید جریانی نیز شناخته می شود.

ویژگی ها و تفاوت های بین رزونانس سری و رزونانس موازی:

1. حالت رزونانس بار را می توان به دو نوع تقسیم کرد: اینورتر موازی و اینورتر سری. مشخصات فنی اصلی و تفاوت بین اینورتر سری و اینورتر موازی به شرح زیر است:

تفاوت بین اینورترهای سری و اینورترهای موازی در مدارهای نوسانی متفاوتی است که استفاده می‌کنند، که اولی به صورت سری با L، R، و C و دومی موازی با L، R و C هستند.

(1) مدار بار اینورتر سری دارای امپدانس کم نسبت به منبع تغذیه است و باید توسط یک منبع ولتاژ تغذیه شود. بنابراین، ترمینال منبع تغذیه DC یکسو شده و فیلتر شده باید به یک خازن فیلترینگ بزرگ متصل شود. هنگامی که اینورتر خراب می شود، جریان موج زیادی وجود دارد که حفاظت را دشوار می کند.
مدار بار یک اینورتر موازی امپدانس بالایی به منبع تغذیه ارائه می دهد و برای تامین آن نیاز به یک منبع جریان دارد. با این حال، در صورت خرابی اینورتر، جریان با راکتانس بالا محدود می شود که تأثیر کمی دارد و محافظت از آن آسان است.

(2) ولتاژ ورودی یک اینورتر سری ثابت است و ولتاژ خروجی یک موج مستطیلی است. جریان خروجی تقریباً موج سینوسی است و مبدل همیشه پس از صفر شدن جریان تریستور ولتاژ زاویه را هدایت می کند.
جریان ورودی یک اینورتر موازی ثابت، ولتاژ خروجی تقریباً یک موج سینوسی و جریان خروجی یک موج مستطیلی است. قبل از اینکه ولتاژ خازن تشدید از صفر عبور کند، جریان بار مبدل همیشه در مقابل زاویه ولتاژ قرار دارد. به عبارت دیگر، هر دو تحت بارهای خازنی کار می کنند.

(3) اینورتر سری منبع تغذیه منبع ولتاژ ثابت است. برای جلوگیری از هدایت همزمان تریستورها بر روی بازوهای پل بالایی و پایینی اینورتر که ممکن است باعث ایجاد اتصال کوتاه در منبع تغذیه اینورتر شود، لازم است ابتدا از خاموش و سپس روشن شدن آن اطمینان حاصل شود. یعنی تمام تریستورها (سایر وسایل الکترونیکی قدرت) باید برای مدت زمانی (t) خاموش شوند. اندوکتانس ولگرد، که به پتانسیل القایی ایجاد شده توسط اندوکتانس از ترمینال DC به سرب تجهیزات اشاره دارد، ممکن است به تجهیزات آسیب برساند، بنابراین لازم است مدار جذب ولتاژ موج مناسب برای تجهیزات انتخاب شود. علاوه بر این، برای اطمینان از اینکه جریان بار پیوسته است و تریستور تحت تأثیر ولتاژ بالای خازن مبدل در طول دوره خاموش شدن تریستور قرار نمی گیرد، باید یک دیود سریع موازی ضد موازی در هر دو انتهای تریستور وجود داشته باشد.

اینورتر موازی منبع تغذیه منبع جریان ثابت است. برای جلوگیری از پتانسیل القایی بزرگ تولید شده توسط راکتانس فیلتر Ld، جریان باید پیوسته باشد. به عبارت دیگر باید اطمینان حاصل شود که تریستورهای بازوی پل بالایی و پایینی اینورتر ابتدا در دوره مبدل روشن و سپس خاموش می شوند، یعنی در دوره مبدل (t) همه تریستورها در حالت رسانا هستند. در این مرحله، اگرچه بازوی پل اینورتر مستقیماً متصل است، Ld به اندازه‌ای بزرگ است که باعث اتصال کوتاه در منبع تغذیه DC نشود. با این حال، یک زمان جابجایی طولانی کارایی سیستم را کاهش می دهد، بنابراین لازم است t{4}}گاما کوتاه شود، یعنی مقدار Lk کاهش یابد.

(4) فرکانس کاری اینورتر سری باید کمتر از فرکانس نوسان طبیعی مدار بار باشد، یعنی برای اطمینان از زمان مناسب. در غیر این صورت به دلیل اتصال مستقیم قسمت بالا و پایین، اینورتر دچار اختلال می شود. بازوی پل اینورتر.

فرکانس کاری یک اینورتر موازی باید کمی بیشتر از فرکانس نوسان طبیعی مدار بار باشد تا از زمان ولتاژ معکوس مناسب t اطمینان حاصل شود، در غیر این صورت باعث ایجاد خطا در مبدل تریستور می شود. اما اگر خیلی زیاد باشد، ولتاژ معکوس تریستور در حین مبدل خیلی زیاد خواهد بود که مجاز نیست.

(5) دو روش تنظیم توان برای اینورترهای سری وجود دارد: تغییر ولتاژ منبع تغذیه DC Ud یا تغییر فرکانس ماشه تریستور، یعنی تغییر ضریب توان بار cos.

حالت تنظیم توان اینورترهای موازی فقط می تواند ولتاژ منبع تغذیه DC Ud را تغییر دهد و تغییر cos phi ولتاژ خروجی و توان اینورتر را نیز افزایش می دهد، اما محدوده تنظیم مجاز بسیار کم است.

(6) در مبدل اینورتر سری، تریستور به طور طبیعی خاموش می شود. قبل از خاموش شدن، جریان به تدریج به صفر می رسد، بنابراین زمان خاموشی کوتاه و تلفات کم است. در طول دوره کموتاسیون، تریستور زمان خاموش شدن طولانی تری دارد (t+t -).

در مبدل یک اینورتر موازی، تریستور در حین کار با جریان کامل مجبور به خاموش شدن می شود. پس از اینکه جریان مجبور شد به صفر برسد، یک دوره زمان ولتاژ معکوس مورد نیاز است، بنابراین زمان خاموش شدن بیشتر است. در مقابل، اینورترهای سری برای تجهیزات گرمایش القایی با فرکانس کاری بالاتر مناسب تر هستند.

(7) تریستورهای اینورتر سری باید ولتاژهای کمتری را تحمل کنند. هنگام استفاده از شبکه برق 380 ولت برای منبع تغذیه، باید از تریستورهای 1200 ولت استفاده کرد. با این حال، تمام جریان ها در مدار بار، از جمله اجزای توان اکتیو و راکتیو، باید از طریق تریستور عبور کنند. اگر تریستور اینورتر پالس خود را از دست بدهد، فقط نوسان را متوقف می کند و باعث واژگونی اینورتر نمی شود.

گیت کریستالی یک اینورتر موازی نیاز به مقاومت در برابر ولتاژ بالا دارد و با افزایش زاویه ضریب توان، مقدار آن به سرعت افزایش می یابد. با این حال، بار خود یک حلقه جریان نوسانی را تشکیل می دهد. فقط جریان فعال از طریق تریستور اینورتر می گذرد و وقتی تریستور اینورتر گهگاهی پالس ماشه را از دست می دهد، همچنان می تواند نوسان را حفظ کند و نسبتاً پایدار کار کند.

(8) اینورترهای سری می توانند خود-تحریک شونده یا خود{2}}برانگیخته شوند. توان خروجی را می توان با تغییر فرکانس پالس ماشه اینورتر تنظیم کرد. اینورترهای موازی فقط می توانند در حالت خود تحریکی کار کنند.

(9) در یک اینورتر سری، پالس ماشه تریستور نامتقارن است و جریان مولفه DC را وارد نمی کند تا بر عملکرد عادی تأثیر بگذارد. با این حال، در اینورترهای موازی، پالس تحریک تریستور اینورتر نامتقارن است، که می تواند جریان مولفه DC را وارد کرده و باعث خطا شود.

(10) مبدل فرکانس سری آسان برای شروع و مناسب برای محیط های کاری شروع مکرر است. اینورترهای موازی به مدارهای راه اندازی اضافی نیاز دارند که راه اندازی آنها دشوار است.

(11) با توجه به ولتاژ موج مستطیلی متحمل شده توسط تریستورها در اینورتر سری، مقدار du/dt نسبتاً بزرگ است و مدار جذب نقش کلیدی دارد، در حالی که نیاز di/dt نسبتاً کم است. در اینورترهای موازی، جریانی که از تریستورهای اینورتر می گذرد، یک موج مستطیلی است، بنابراین یک di/dt بزرگتر و یک du/dt کمتر مورد نیاز است.

(12) هنگامی که فاصله بین سیم پیچ گرمایش القایی اینورتر سری و توان اینورتر (از جمله خازن های کانال) زیاد باشد، تأثیر آن بر توان خروجی کم است. اگر از کابل‌های کواکسیال استفاده شود یا سیم‌های مارپیچ تا حد امکان نزدیک به هم قرار گیرند (بهتر است به هم بپیچند)، اثر قابل توجهی نیست. برای اینورترهای موازی، سیم پیچ گرمایش القایی باید تا حد امکان نزدیک به منبع تغذیه (به ویژه خازن کانال) قرار گیرد، در غیر این صورت باعث کاهش شدید توان خروجی و راندمان می شود.

(13) ولتاژ روی سیم پیچ القایی اینورتر سری و ولتاژ خازن شکاف هر دو Q برابر ولتاژ خروجی اینورتر هستند و جریان عبوری از سیم پیچ القایی برابر با جریان خروجی اینورتر است.

ولتاژ روی سیم پیچ القایی و خازن شکاف یک اینورتر موازی برابر با ولتاژ خروجی اینورتر است و جریان عبوری از آنها Q برابر جریان خروجی اینورتر است.

به طور خلاصه، اینورترهای موازی و اینورترهای سری (معمولاً به عنوان منبع تغذیه اینورتر موازی یا سری نامیده می شوند) ویژگی های فنی و زمینه های کاربردی خاص خود را دارند. از منظر کاربردهای گرمایش صنعتی، اینورترهای موازی به طور گسترده ای در ذوب، عایق کاری، انتقال حرارت، گرمایش القایی و سایر زمینه ها با محدوده توان از چند کیلووات تا ده ها هزار کیلووات استفاده می شوند. اینورترهای سری به طور گسترده در عایق کاری و کاربردهای گرمایش القایی با فرکانس بالا-در ذوب یک تا دو کوره با محدوده توان از چند کیلووات تا چند هزار کیلووات استفاده می‌شوند. در حال حاضر، بیش از 90 درصد از منابع تغذیه فرکانس متغیر مورد استفاده در بخش صنعتی چین، منابع تغذیه فرکانس متغیر موازی هستند.