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Ressonância em série, também conhecido comodispositivo de teste de ressonância em série de frequência variável, é composto por uma fonte de alimentação de frequência variável, transformador de excitação, reator e divisor de tensão capacitivo. O capacitor e o reator da amostra de teste formam uma conexão ressonante em série; O divisor de tensão é conectado em paralelo à amostra de teste para medir a tensão ressonante na amostra de teste e fornecer um sinal de proteção contra sobretensão; A saída de potência de modulação de frequência é acoplada ao circuito ressonante em série através de um transformador de excitação, fornecendo potência de excitação pararessonância em série.
Definição de ressonância em série
Em um circuito CA com resistor R, indutor L e capacitor C, a ressonância em série geralmente resulta em diferentes fases de tensão e corrente em ambas as extremidades do circuito. Se ajustarmos os parâmetros ou a frequência de potência dos componentes do circuito (L ou C), podemos tornar suas fases iguais e todo o circuito parecerá puramente resistivo. Quando um circuito atinge esse estado, ele é chamado de ressonância. No estado ressonante, a impedância total do circuito atinge ou se aproxima do seu valor máximo. O objetivo do estudo da ressonância é compreender esse fenômeno objetivo e utilizar plenamente suas características na ciência e na tecnologia aplicada, ao mesmo tempo que previne os danos que pode causar. Existem dois tipos de conexões de circuito: ressonância em série e ressonância paralela. Em um circuito em série composto por resistores, indutores e capacitores, quando a reatância capacitiva XC é igual à reatância indutiva XL, ou seja, XC=XL, a fase da tensão U e da corrente I no circuito são iguais, e o circuito exibe resistência pura. Este fenômeno é chamado de ressonância em série (também conhecida como ressonância de tensão). Quando ocorre uma ressonância em série no circuito, a impedância do circuito Z=√ R2+XC-XL2=R, a impedância total no circuito é minimizada e a corrente atingirá seu valor máximo.
Princípio da ressonância em série
Na frequência do circuito, ocorre ressonância no circuito e a tensão na amostra de teste é Q vezes a tensão de saída da extremidade de alta tensão do transformador de excitação. Q é o fator de qualidade do sistema, que é o múltiplo de ressonância da tensão, geralmente variando de dezenas a centenas ou mais. Primeiro, ajuste a frequência de saída da fonte de alimentação de frequência variável para induzir ressonância em série no circuito e, em seguida, ajuste a tensão de saída da fonte de alimentação de frequência variável sob a condição de ressonância do circuito para atingir o valor de teste da tensão da amostra. Devido à ressonância do circuito, uma tensão de saída menor da fonte de alimentação de frequência variável pode gerar uma tensão de teste mais alta na amostra de teste CX.
Vantagens da ressonância em série
1. A capacidade de energia necessária é bastante reduzida. O dispositivo de teste de ressonância da série XB - série série usa um reator ressonante e o capacitor testado para gerar ressonância, obtendo assim a alta tensão e a alta corrente necessárias. Em todo o sistema, a fonte de alimentação só precisa fornecer a parte de consumo ativo do sistema. Portanto, a fonte de alimentação necessária para o teste é apenas 1/Q vezes a capacidade de teste (Q é o fator de qualidade).
2. O peso e o volume do equipamento foram bastante reduzidos. Em uma fonte de alimentação ressonante em série, não apenas o volumoso dispositivo regulador de tensão de alta-potência e o transformador de teste de frequência de potência-comum de alta potência são eliminados, mas a fonte de alimentação de excitação ressonante requer apenas 1/Q da capacidade de teste, reduzindo bastante o peso e o volume do sistema, geralmente 1/5-1/10 dos dispositivos de teste comuns.
3. Melhore a forma de onda da tensão de saída. Uma fonte de alimentação ressonante é um circuito de filtragem ressonante que pode melhorar a distorção da forma de onda da tensão de saída, obter uma boa onda senoidal e prevenir efetivamente a falsa quebra da amostra de teste causada por picos harmônicos.
4. Evite que grandes correntes-de curto-circuito queimem o ponto de falha. No estado ressonante, quando o ponto fraco do isolamento da amostra de teste é quebrado, o circuito imediatamente fica desafinado (a capacitância muda, não atendendo à condição de ressonância) e a corrente do circuito diminui rapidamente para 1/Q da corrente de teste normal. No entanto, ao usar ressonância paralela ou transformadores de teste tradicionais para testes de tensão suportável CA, a corrente de ruptura aumenta imediatamente dezenas de vezes. Comparada com as duas, a corrente de curto-circuito é centenas de vezes diferente da corrente de ruptura. Portanto, a ressonância em série pode identificar efetivamente os pontos fracos do isolamento sem a preocupação de grandes correntes de curto-circuito que queimam o ponto de falha.
5. Não haverá recuperação de sobretensão. Quando a amostra de teste sofre quebra e flashover, devido à perda das condições de ressonância, a alta tensão desaparece imediatamente, o arco é imediatamente extinto, o circuito de proteção do dispositivo é ativado e a saída é cortada.