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谐振原理,谐振变压器


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这几年随着电鱼机技术的发展,采用谐振变压(气压变量)器技术对大容量电气设备进行工频使用,目前已被广泛(extensive)用于电缆,电容器、发马达,电子优发国际器等具有大电容的电力设备的交流试验。原理是通过(tōng guò)调节铁心磁路的气隙长度,得到连续(Continuity)变化的电感L,使其与被试品对地电容C发生谐振。本文说一下谐振变压器(Transformer),谐振原理 。
谐振变压(气压变量)器(Transformer):1谐振变压器的铁心可以做成两种不同的结构:壳式和心式。心式铁心变压器在一系列主要指标方面不如壳式铁心变压器,其重量和外型尺寸较大,调节气隙的传动机构比较复杂。为此,我们研制的试验装置采用壳式结构,谐振变压器绕组套装在可移动的中心柱外面。2 特性曲线(Curve)谐振变压器的特性曲线,在不同气隙长度δ下,谐振变压器的伏安特性具有良好的线性关系,其电感L与变压器上的电压值无关。因而这种谐振变压器在用于交流谐振试验时,可先在低压条件下进行调谐(通过(tōng guò)传动机构改变动铁心与下轭铁心之间的气隙长度),当调谐到谐振时,再升高试验电压,系统(system)调谐非常方便。3 回路电感L与铁心气隙长度δ的关系气隙可调谐振变压器,无论是串联型还是并联型,都是通过调节铁心气隙长度,改变回路电感量L,使谐振变压器发生谐振。这就是对于具有一定对地电容的被试器,通过改变铁心气隙长度使谐振变压器发生谐振的机理。但是需要注意的是气隙长度不可过大,过大会使已建立的谐振条件遭到破坏(vandalism)。4 调谐原理(1)串联调谐
串联谐振变压(气压变量)器(Transformer)的等值电路如图3所示。当对谐振变压器施加US=220V,f=50Hz的工频电压后,通过手动或自动调节,使即ωL=1/ωC即XL=XC时,回路发生串联谐振,这里回路电流IS最大
=Us/(RL+RC)
因为RC>>RL,则有Is≈US/Rc
  (1)被试品上的电压UC和调谐电抗器上的电压UL分别为:
Uc=(1/ωc)Is=XcIs UL=ωLIs=XLIs
当调谐到谐振时Uc=UL=ω0LIs=(ω0L/Rc)Us
  (2)
式(2)中比值(两数相比所得的值)ω0L/Rc=(根号L/C的2次方)/Rc=Q
  (3)ω0为谐振角频率(frequency)Q称为串联谐振回路的品质因数。因为(根号L/C的2次方)>>RC,所以Q>>1。从而得出电源容量
Ps=UsIs=(Uc/Q)Is=Pc/Q
  (4)由式(4)可知,当谐振变压器(Transformer)调谐到谐振时,电源电压和容量均为被试品对应电压和容量的1/Q。所以与一般试验变压器相比,谐振变压器具有重量轻、体积(volume)小的优点。(2)并联调谐并联谐振变压器的等值电路如图4所示。
当RL≤ωL,Rc≤1/ωc时,并联谐振的谐振频率fo为:
并联回路的品质因数Q为:
Q=(ω0L)/(RL+Rc)=1(RL+Rc)ω0C
  (6)式中R
  L、RC——电感、电容的等效串联电阻(resistance)(Ω)L——调谐电抗器电感(H)C——试品对地电容(F)当向并联谐振变压器(Transformer)施加50Hz交流电压时,随着电压的升高,回路中将产生强迫振荡。当回路的振荡频率等于外施电源频率时,回路的阻抗最大(且呈纯电阻性),因而回路电流(Electron flow)最小,但L和C上的电流IL和IC都是回路电流I的Q倍,即IL=IC=QI。4 谐振变压器主要参数的计算4.1 电感L的计算
  (1)漏感(漏磁电感)LS的计算
Ls=[(4πN 2 Ss×10 -9)/Ls](H)
  (7)式中SS——漏磁通等值截面积(cm2)lS——漏磁通等值长度(cm)N——绕组匝数(2)主电感LO的计算
L0=[(4πN 2 Ss×10 -9)/δ](H)
  (8)式中δ——气隙长度(cm)Sδ——间隙磁路等值截面积(cm2)(3)总电感L的计算
L=Ls+L0=[[(4πN 2 Ss×10 -9)/Ls](H) Ss×10 -9)/Ls]+[(4πN 2 Ss×10 -9)/δ]
=[(4πN 2(Ss/Ls+Sδ/δ)×10 -9 (H)
  (9)
4.2 铁心尺寸的计算(1)阶梯型铁心外接园直径
D=K(根号的4次方)(cm)
  (10)式中S——铁心单柱容量(kVA)K——比例系数,4.5~5.5(选用冷轧硅(silicon)钢片时取小值)(2)铁心有效截面积SG
SG=(πD2/4)KyKd
  (11)式中Ky=0.9——铁心级数利用系数Kd=0.93——铁心叠片系数4.3 绕组匝数的计算
  (12)式中N1——一次线圈(winding)匝数U1——一次线圈电压(电源电压),可取220V或380Vf——电源频率,为50HzB——铁心磁通密度,(1.5~1.8)×104Gs二次线圈匝数N2的求法同上,只需将式中U1以二次线圈电压代换即可。优发国际老虎机跟普通电鱼机工作原理不一样,普通电鱼机是通过高压或强电流击昏击毙鱼类使其上浮,而无鳞鱼普遍生存在较深的水里或者淤泥层中,利用强电流扑杀较难实现,而且捕杀到也不容易上浮被捕捉。所以无鳞鱼优发国际机真正的原理是利用宽频电流刺激鱼类大脑,使其因缺氧而产生眩晕上浮现象,随后用鱼网捞捕即可,该种机器见效快,浮鱼范围。优发娱乐国际网页前级用各种方式产生高频振荡来推动变压器,然后后面又把他变压高压直流电,后级又用各种电路把他变成频率可控,电流可控、脉宽可控等等可控,有的加上保护电路,可以保护前级、后级,电池低电压,人身触电,开关时间控制等等。4.4 最小气隙δmin和最大气隙δmax的计算(1)δmin的计算
式中KL——电感调节系数,6.5~7.0(2)δmax的计算
δmax≈KδKLKδmin
  (14)式中Kδ=2.2~2.5谐振变压器的其它参数(parameter)与普通电抗器的计算类似。无鳞鱼优发国际器从原始的优发国际方式有深水张网、插网和三层刺网等3种作业方式。随着高科技的迅猛发展如今优发国际的方式也逐渐增多,有用电优发国际,声纳刺激优发国际,超声波优发国际等多挣种方式。5 150kVA谐振试验变压器的设计用上述计算公式对一台电源电压U1=0.22kV,输出电压U2=15kV,输出功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)P2=150kVA,且能对最大计算电容为2μF的试品进行工频高压试验的谐振变压器进行设计。变压器动铁心柱及套装在外面的
  一、二次绕组如图5所示,其中主要参数的计算结果如下:D=12cm,动铁心外接园直径D1=13.5cm,一次绕组内径D2=18cm,二次绕组内径D3=25.5cm,二次绕组外径(外缘直径)H=37cm,绕组高度N1=66匝,一次绕组匝数N2=4464匝,二次绕组匝数谐振变压器调谐电感参数的计算值与实测值如表1所示。表1 调谐电感参数的计算值与实测值 δ(cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 L计算值(H) 31.61 18.96 14.47 12.64 11.37 10.53 9.92 9.47 L测量值(H) 29.93 18.12 15.3 13.2 11.8 10.7 10.3 8.95 误差(%) 5.6 4.6 -5.4 -4.3 -3.6 -1.6 -3.7 5.86 结论(1)由表1可知,计算值与实测值最大误差不超过6%,说明上述计算公式具有比较高精度,足以满足工程计算的要求。(2)当试验接近于试品的最大电容计算值时,试品上的电压可能超过按变压比决定的数值,为了降低电压谐振的效应,应使变压器二次线圈的漏抗尽可能小,同时应在输出回路加装防过压装置。(3)因电压与气隙δ无关,因而应先在较低电压下进行调谐,当谐振发生后,再将输出电压升高到试品的试验值。(4)在气隙调节过程(guò chéng)中,变压器的铁心和机械传动机构(organization)受到很大的电磁力作用,造成较强的振动、噪声,严重时会损坏谐振变压器的部件。因此这种装置的机械结构应特殊设计。
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