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如何消除电路产生的串联谐振?

更新时间:2024-03-19   点击次数:78次

谐振即物理的简谐振动,物体的加速度在跟偏离平衡位置移成正比,且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,其动力学方程式是F=kx, 谐振的现象是电流增大和电压减小,越接近谐振中心,电流表电压表功率表转动变化快,但是和短路得区别是不会出现零序量。

  电路由电感L和电容C组成的,可以在一个或若干个频率上发生谐振现象的电路,统称为谐振电路。在电力工程中,有可能由于电路中出现谐振而产生某些危害,例如过电压或过电流,所以,对谐振电路的研究,无论是从利用方面,或是从限制其危害方面来看,都有重要意义。

  含有电感线圈和电容器的无源(指不含独立电源)线性时不变电路在某个特定频率的外加电源作用下,对外呈纯电阻性质的现象,这一特定频率即为该电路的谐振频率,以谐振为主要工作状态的电路称谐振电路,无线电设备都用谐振电路完成调谐、滤波等功能。电力系统则需防止谐振以免引起过电流、过电压。

  电路中的谐振有线性谐振、非线性谐振和参量谐振,前者是发生在线性时不变无源电路中的谐振,以串联谐振(或串联谐振装置)电路中的谐振为典型,非线性谐振发生在含有非线性元件电路内,由铁心线圈和线性电容器串联(或并联)而成的电路(习称铁磁谐振电路 )就能发生非线性谐振。在正弦激励作用下,电路内会出现基波谐振、高次谐波谐振、分谐波谐振以及电流(或电压)的振幅和相位跳变的现象,这些现象统称铁磁谐振,参量谐振是发生在含时变元件电路内的谐振,一个凸极同步发电机带有容性负载的电路内就可能发生参量谐振。

  所谓谐振,按电路理论,它是正弦电压加在理想的(无寄生电阻)电感或电容串联电路上。当正弦频率为某一值时,容抗与感抗相等,电路的阻抗为零,电路电流达到无穷大。如果正弦电压加在电感和电容并联电路上,当正弦电压频率为某一值时,电路的总导纳(导纳是阻抗的倒数)为零,电感、电容元件上电压为无穷大,前者称为串联谐振,后者称为并联谐振。

  用公式表示

  Z=R+j(XL-XC) 其中,Z为阻抗,R为电阻,XL-XC=X为感抗+容抗=电抗,从公式中间可以清晰的看出:当感抗XL与容抗XC相等的时候,Z中间只包含实分量R,即纯电阻,此时即为谐振。