RLC串/并联谐振电路的特性分析及应用
0引言RLC串/并联电路是各种复杂网络的基础,也是具有频率特性的电路网络的基本组成部分,深入分析其相关特性对理解、学习及实践电路尤为重要。RLC串/并联电路作为电工类教材中最常见的谐振电路,谐振电路的特性和品质因数Q相关。文章详细分析了品质因数Q对谐振电路各方面的影响,同时也介绍了RLC串/并联谐振电路具体实际的应用。为方便表述,作出RLC串/并联谐振电路的简图,如下图1及图2所示。1 RLC串/并联电路阻抗及谐振频率分析1.1 RLC串联电路的总阻抗和谐振频率由基本电路定义[1]可知,串联电路的总阻抗可以表示为:z=R+(jωL-1/ωC)=R+jX(1)当总阻抗Z的虚部为0时,电路处于谐振状态,得谐振频率ω=ω0=1/姨LC即当ω=1/姨LC时,电路处于串联谐振状态。当X=0时,电路具有纯电阻性,Z有最小值R。若X≠0,当X0时,电路呈感性;当X0时,电路则呈容性。1.2 RLC并联电路的总阻抗和谐振频率同理从图2的并联电路...&
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文章中多处用到的两个图:1 RLC回路的阻抗特性1.1 RLC串联回路的的阻抗特性如图(1),回路的总阻抗为:Z=R+jwL-j w1C=R+j(wL-w1C)=R+j(Xl-XC)=R+jX谐振的条件是复阻抗的虚部为零,即:X=Xl-XC=wL-w1C=0可解得:w=w0=!1LC或f0=2π1!LC此时有:"!2·UCcos(wt-2π)=#!R2+X2=R=Z min即串联谐振回路当X=0时,RLC串联回路的总等效阻抗取得最小值,且具有纯电阻性,电抗(容抗及感抗)表现为零。若理想情况下R=0,则有Z=0。若X≠0,那么当X0时,回路表现为电感性;而当X0时,回路表现为电感性;而当B0时,回路表现为电容性。1.3关于谐振频率及阻抗角的说明上面讨论的串联、并联情况下的谐振条件X=0、B=0,它们表答的其实是同一种意义,那就是:当回路中的电容性C和电感性L相互抵消时,电路就表现为纯电阻性,亦即出现了谐振状态。电路谐振的频率条件是...&
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目前我国小型铸造企业绝大多数使用中小型并联谐振中频感应电炉.其整流电路采用三相全控桥式整流,交流侧电流中含有次谐波,特别是5、7次谐波对电网干扰较大.小型中频电炉交流进线电压一般为380V,通过整流、逆变输出的中频电压较低,感应圈电流较大,而感应圈的发热损耗与电流的平方成正比,损耗较大,谐波含量高.随着减少电网无功损耗及谐波污染要求的提高,高功率因数、低谐波电源[1]必将成为今后发展趋势.并联谐振电炉系统节能的关键在于降低感应圈电流损耗,主要方法是提高中频感应电压,以降低中频电流.为了使大功率中频感应电源产生的谐波对公共电网的影响符合设备使用地供电的要求,可以适当增加整流脉冲数量[2],抑制谐波含量.文中通过采用双电源供电方式,提高逆变器的直流输入电压和中频输出电压,有效地降低感应圈电流损耗;同时利用整流变压器移相以有效地降低进线电流的5、7次谐波,对超标特定谐波,给出了谐波抑制的措施.1并联谐振电源系统总体结构晶闸管中频电源主...&
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谐振电路由于其有着特殊的电效应,在应用电路中得到了广泛的应用。某些场合要利用谐振电路特性,如电子镇流器、谐振式充电电源以及电磁炉、谐振传感器等[1-4]。而在电力工程中很多场合要避免谐振的发生,如电磁式电压互感器中谐波谐振[5]等。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,都有其重要意义。要对谐振进行研究,就得通过谐振时电路的各种参数深刻理解电路谐振的特点。谐振频率是谐振分析的一个重要参数,谐振频率包括谐振的性质以及谐振次数,对这两个参数的正确判断都显得极为重要。目前的多数参考资料中只提到谐振时阻抗或者导纳的虚部为零[6,7],并没有指出在什么情况下用导纳来推导,什么情况下用阻抗来推导,导致不能正确判断谐振频率的性质和次数。以往的文献也很少对此问题进行研究,文献[8]分析了二阶电路的谐振频率和电路固有频率之间的关系,指出二阶电路只有一个谐振点,但并没有指出谐振的普遍分析方法。针对判断方法没有统一性和规律性...&
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串联谐振和并联谐振都是交流电路中的重要现象,在电工、无线电等领域中有着广泛的应用.学生对此很有兴趣,但总难免产生“玄妙”感.以往用讯号发生器和示波器进行观察,也不能立即消除这种“玄妙”感。 笔者在讲授这部分内容时,边讲边做了如下的演示实验.学生普遍认为,这个实验既直观又生动,因而对谐振的认识也深刻多了.几件仪器的制作U6一石. 1,交流电源 如图1(a)所示,A,、AZ是固定在轴00‘上的两个相互绝缘的同心铜环,通过绝缘导线,分别与对称地固定在绝缘轮(木制的)上的两个弹性铜片K,、K:相连。这些就构成了所谓的“转子”.在K,、KZ的外面并与其接触的是与轴同心的两个对称安放的各为1/4圆弧的固定大铜弧片b,、bZ,称为 “定子”.此外,A,、A:还通过电刷,分别与电池的正负极相连。 这样,当“转子”绕轴顺时针旋转(可通过4:1的手摇绕线车驱动)时,b:、b:两端就输出了如图l(b)所示的矩形波交流电。 制作中应注意,“定子”b:、...&
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在并联交流电路(图一)中,阻抗随电路参数(如L,C等)或电源频率。的变化情况,以及谐振现象等问题,一般电磁学或电工等书中都讨论得不多,而某些书丁’一“’中的阐述也还存在不够严密之处。因此,本文拟就并联谐振电路的特性,作进一步的探讨。 在图一中,R为电感支路的电阻,它包括线圈直流┌──┐│}‘ ││」! │└──┘电阻、磁芯损耗的等效电阻和外接电阻等,电容支路的、电阻一般情况下可忽略不计。这样,电路的总复导纳就为: 戈_衬田CY二协不宁mL若写成实部和虚部之和的形式,则又为:夕二__一五+R“于。“L艺,田C(RZ+。ZL“)一。LRZ+口2L2=g+少乙其中,g RRZ+。2L2为复导纳的实数部分, b=复导纳Y的模为田C(R“+。“L“)一勿LRZ+。2L2为复导纳的虚数部分。Y之护g“十b“二{R“+仁。c(刀“·;一。2五“)一。:〕,};‘RZ+。2L2幅角为切之tg勿C(R“+臼“L“)一。L R要使电路发生谐振,必须...&
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对于并联谐振电路的谐振特性和选择特性，一般的教材’‘，”都只是在Ｑ＞＞１的情形下进行近似讨论的，本文试图对并联谐振电路的特性作一些一般性的讨论，并分析品质因数Ｑ的变化对电路的谐振特性和选择特性的影响．１诸报特性 对于如图１所示的并联谐振电路，易知其复电导为： Ｙ一Ｊ＋］。 Ｃ Ｒ＋ ｊｗｈ‘—－ Ｒ．厂＿出Ｌ１．、、 一一一一一；──ｔ──］ｌ。Ｃ一十 ｌ（１） Ｒ’十。’Ｌ‘“ＬＲ‘＋ｄｅＬ‘」”～上式中的Ｒ可视为电感线圈的电阻，令其虚部为零即得并联谐振频率为：其中Ｑ，／不为品质因数．将（２）式代人（１）””’”ＶＣＲ‘”””””””’”””—”－’””“”～式可得谐振时的阻抗为： 一／ＩＲ‘＼ ＊‘十０＞六一大ＩＬ’ － ｌ“” ＼ ＬＣ Ｌ‘）一 ＩＺｎｌ一于一＞７＝── 一 ｇｙｎＪ Ｒ Ｌ、 Ｌ、。” 一￡一 Ｒ ｓｉｔ一 ＲＱ‘（３） ＲＣ－Ｒ‘Ｃ“””上式表明：谐振时，电路的等效阻抗为纯电阻性的，仅由电路参数Ｒ、Ｌ...&
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RLC并联谐振电路
来源：www.elecfans.co
作者：本站日 11:45
[导读] RLC并联谐振电路
RL串联电路（即实际的电感线圈）和电容器并联的电路如图5.9.
RLC并联谐振电路
RL串联电路（即实际的电感线圈）和电容器并联的电路如图5.9.5所示，电路的等效阻抗为：
此时电路呈电阻性，形成并联谐振状态。此时等效阻抗为：&&&&&&&&&
并联谐振频率为
&&& 上式表明由于线圈中具有电阻R，RL与C并联谐振频率要低于串联谐振频率，而且在电阻值&&&&& 时，将不存在fo，即电路不会发生谐振（即电压与电流不会同相）。 &&&&& 并联谐振电路的品质因数就是电感线圈（含电阻R）的品质因数，即
&&&&& 在并联谐振时，电路的相量关系见图
并联谐振电路的相量图
此时电路的总阻抗呈电阻性，但不是最大值，当电路的&总阻抗为最大值时的频率为：&
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