Resonancia en serie de CA
Hoy, analizaremos con usted el principio de
La resonancia es un fenómeno especial que ocurre en un circuito compuesto por componentes R, L y C bajo ciertas condiciones. En primer lugar, analicemos las condiciones bajo las cuales se produce la resonancia en un circuito en serie de R, L y C, así como las características del circuito durante la resonancia. El circuito en serie de R, L y C mostrado en la Figura 1, bajo la acción de una tensión senoidal U, tiene una impedancia compleja de:
En la ecuación, la reactancia X = X
En este punto, la impedancia del circuito Z(ω
La frecuencia de resonancia es
A partir de esto, se puede inferir que la frecuencia de resonancia de un circuito en serie está determinada por sus propios parámetros L y C. Es independiente de las condiciones externas y, por lo tanto, también se conoce como la frecuencia natural del circuito. Cuando la frecuencia de la fuente de alimentación es constante, se pueden ajustar los parámetros del circuito, L o C, para que la frecuencia natural del circuito coincida con la frecuencia de la fuente de alimentación y así lograr la resonancia; cuando los parámetros del circuito son constantes, la resonancia puede lograrse cambiando la frecuencia de la fuente de alimentación para que coincida con la frecuencia natural del circuito.
Características de la fuente de alimentación resonante en serie en aplicaciones del sistema eléctrico:
1. La capacidad de potencia requerida se reduce considerablemente. La fuente de alimentación resonante en serie genera alta tensión y alta corriente mediante la resonancia entre el reactor resonante y el condensador ensayado. En todo el sistema, la fuente de alimentación solo necesita proporcionar la parte de consumo activo del sistema. Por lo tanto, la fuente de alimentación requerida para el experimento es únicamente 1/Q de la capacidad de ensayo.
2. El peso y el volumen del equipo se han reducido considerablemente. En una fuente de alimentación de resonancia en serie, no solo se elimina el voluminoso dispositivo regulador de voltaje de alta potencia y el transformador de prueba de frecuencia de potencia normal de alta potencia, sino que la fuente de alimentación de excitación resonante solo requiere 1/Q de la capacidad de prueba, lo que reduce considerablemente el peso y el volumen del sistema, generalmente a 1/3-1/5 del de los dispositivos de prueba convencionales.
3. Mejorar la forma de onda del voltaje de salida. Una fuente de alimentación resonante es un circuito de filtrado resonante que puede mejorar la distorsión de la forma de onda del voltaje de salida, obtener una buena forma de onda senoidal y prevenir eficazmente la ruptura accidental de la muestra de ensayo por picos armónicos.
4. Evitar que las grandes corrientes de cortocircuito quemen el punto de falla. En el estado de resonancia en serie, cuando se produce una ruptura en el punto débil del aislamiento de la muestra de ensayo, el circuito se desconecta inmediatamente y la corriente del bucle disminuye rápidamente hasta 1/Q de la corriente normal de ensayo. Sin embargo, al realizar ensayos de resistencia dieléctrica en modo de resonancia en paralelo o con transformador de ensayo, la corriente de ruptura aumenta inmediatamente varias decenas de veces. Comparado con estos dos modos, la corriente de cortocircuito difiere cientos de veces respecto a la corriente de ruptura. Por lo tanto, la resonancia en serie puede identificar eficazmente las debilidades del aislamiento sin preocuparse de que grandes corrientes de cortocircuito quemen el punto de falla.
5. No habrá recuperación de sobretensión. Cuando la muestra de ensayo se rompe, debido a la pérdida de las condiciones de resonancia, la alta tensión desaparece inmediatamente, el arco se extingue al instante y el proceso de restablecer la tensión de recuperación es prolongado. Es fácil desconectar la fuente de alimentación antes de alcanzar nuevamente la tensión de flashover. Este proceso de recuperación de tensión es un proceso oscilatorio intermitente de acumulación de energía, que es largo y no genera ninguna sobretensión de recuperación.
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