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Risonanza in serie, noto anche comedispositivo per test di risonanza in serie a frequenza variabile, è composto da un alimentatore a frequenza variabile, trasformatore di eccitazione, reattore e partitore di tensione capacitivo. Il condensatore e il reattore del campione in prova formano una connessione risonante in serie; Il partitore di tensione è collegato in parallelo al campione in prova per misurare la tensione di risonanza sul campione in prova e fornire un segnale di protezione da sovratensione; L'uscita di potenza della modulazione di frequenza è accoppiata al circuito risonante in serie attraverso un trasformatore di eccitazione, fornendo potenza di eccitazione perrisonanza in serie.
Definizione di risonanza in serie
In un circuito CA con resistore R, induttore L e condensatore C, la risonanza in serie generalmente provoca diverse fasi di tensione e corrente su entrambe le estremità del circuito. Se regoliamo i parametri o la frequenza di alimentazione dei componenti del circuito (L o C), possiamo rendere le loro fasi uguali e l'intero circuito apparirà puramente resistivo. Quando un circuito raggiunge questo stato, si chiama risonanza. Nello stato risonante, l'impedenza totale del circuito raggiunge o si avvicina al suo valore massimo. Lo scopo dello studio della risonanza è comprendere questo fenomeno oggettivo e sfruttare appieno le sue caratteristiche nella scienza e nella tecnologia applicata, prevenendo allo stesso tempo i danni che potrebbe causare. Esistono due tipi di connessioni circuitali: risonanza in serie e risonanza parallela. In un circuito in serie composto da resistori, induttori e condensatori, quando la reattanza capacitiva XC è uguale alla reattanza induttiva XL, cioè XC=XL, la fase della tensione U e della corrente I nel circuito sono le stesse e il circuito presenta resistenza pura. Questo fenomeno è chiamato risonanza in serie (nota anche come risonanza di tensione). Quando si verifica una risonanza in serie nel circuito, l'impedenza del circuito Z=√ R2+XC-XL2=R, l'impedenza totale nel circuito è ridotta al minimo e la corrente raggiungerà il suo valore massimo.
Principio di risonanza in serie
Alla frequenza del circuito, si verifica risonanza nel circuito e la tensione sul campione di prova è Q volte la tensione di uscita dell'estremità ad alta tensione del trasformatore di eccitazione. Q è il fattore di qualità del sistema, ovvero il multiplo di risonanza della tensione, generalmente compreso tra decine e centinaia o più. Innanzitutto, regolare la frequenza di uscita dell'alimentatore a frequenza variabile per indurre una risonanza in serie nel circuito, quindi regolare la tensione di uscita dell'alimentatore a frequenza variabile in condizioni di risonanza del circuito per ottenere il valore di test della tensione campione. A causa della risonanza del circuito, una tensione di uscita inferiore dell'alimentatore a frequenza variabile può generare una tensione di prova più elevata sul campione di prova CX.
Vantaggi della risonanza in serie
1. La capacità di potenza richiesta è notevolmente ridotta. Il dispositivo per test di risonanza della serie XB-f series utilizza un reattore risonante e il condensatore testato per generare risonanza, ottenendo così l'alta tensione e l'alta corrente richieste. Nell'intero sistema, l'alimentatore deve fornire solo la parte di consumo attivo del sistema. Pertanto, l'alimentazione richiesta per il test è solo 1/Q della capacità del test (Q è il fattore di qualità).
2. Il peso e il volume dell'attrezzatura sono stati notevolmente ridotti. In un alimentatore risonante in serie, non solo vengono eliminati l'ingombrante dispositivo di regolazione della tensione ad alta-potenza e il normale trasformatore di test ad alta-potenza di frequenza di alimentazione, ma l'alimentatore di eccitazione risonante richiede solo 1/Q della capacità di test, riducendo notevolmente il peso e il volume del sistema, solitamente 1/5-1/10 dei normali dispositivi di test.
3. Migliorare la forma d'onda della tensione di uscita. Un alimentatore risonante è un circuito di filtraggio risonante in grado di migliorare la distorsione della forma d'onda della tensione di uscita, ottenere una buona onda sinusoidale e prevenire efficacemente la falsa rottura del campione di prova causata da picchi armonici.
4. Evitare che forti correnti di cortocircuito-brucino il punto di guasto. Nello stato di risonanza, quando il punto debole dell'isolamento del campione di prova viene danneggiato, il circuito diventa immediatamente desintonizzato (la capacità cambia, non soddisfacendo la condizione di risonanza) e la corrente del circuito diminuisce rapidamente a 1/Q della normale corrente di prova. Tuttavia, quando si utilizzano trasformatori di prova a risonanza parallela o tradizionali per prove di tensione di tenuta CA, la corrente di rottura aumenta immediatamente di decine di volte. Rispetto alle due, la corrente di cortocircuito-è centinaia di volte diversa dalla corrente di guasto. Pertanto, la risonanza in serie può identificare efficacemente i punti deboli dell'isolamento senza preoccuparsi che forti correnti di cortocircuito- possano bruciare il punto di guasto.
5. Non si verificherà alcun ripristino da sovratensione. Quando il campione in prova subisce un guasto e un flashover, a causa della perdita delle condizioni di risonanza, l'alta tensione scompare immediatamente, l'arco si spegne immediatamente, il circuito di protezione del dispositivo viene attivato e l'uscita viene interrotta.