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交流電路串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的仿真分析

更新時間:2023-10-08   點擊次數(shù):402次

如果調(diào)節(jié)的參數(shù)或者電源頻率使它們同相位,這時電路就發(fā)生了諧振現(xiàn)象。按照發(fā)生諧振現(xiàn)象的電路不同,可以分為串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振。

  1、串聯(lián)諧振

  在R、L、C串聯(lián)電路中,但滿足感抗XL等于容抗XC時,即電源的輸出電壓和輸出同相位,就會發(fā)生諧振現(xiàn)象。因為發(fā)生串聯(lián)電路中,所以也稱為串聯(lián)諧振。

交流電路串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的仿真分析


  為了更加深入了解串聯(lián)諧振的現(xiàn)象,在/simulink中搭建交流串聯(lián)R、L、C電路。設置交流電源幅值為220V,頻率為50Hz,為10歐姆,根據(jù)串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件,設置L為 0.0318H,C為3.1831e-04F,仿真結(jié)果下圖所示。

交流電路串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的仿真分析


  通過對仿真波形進行分析可知:

  (1)串聯(lián)電路發(fā)生諧振時,電路中的阻抗值達到最小。在電源電壓不變情況下,電路發(fā)生了串聯(lián)諧振使得電路中的電流達到最大值。

  (2)由于電源的電壓和它輸出電流同相位,則電路對電源呈阻性。電源提供給電路的能量全被電阻消耗掉,電源與電路之間不存在能量交換。能量交換只發(fā)生在電感線圈和之間。

  (3)由于發(fā)生串聯(lián)諧振時,感抗等于容抗,電感兩端的電壓和電容兩端電壓幅值相等,相位正好相反,相互抵消,對整個電路不起作用。

  (4)把電阻值由10歐姆調(diào)整為5歐姆時,其它條件不變。此時感抗等于容抗大于阻抗,電源電壓波形、電感兩端的電壓波形和電容兩端電壓波形如下圖所示。從圖中可知,電感兩端的電壓和電容兩端電壓要遠大于電源電壓,即發(fā)生了過電壓,可能會使線圈和電容的絕緣被擊穿。所以在電力工程中要避免發(fā)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象。

  2、并聯(lián)諧振

  在R、L、C并聯(lián)電路中,但滿足感抗XL等于容抗XC時,即電源的輸出電壓和輸出電流同相位,就會發(fā)生諧振現(xiàn)象。因為發(fā)生并聯(lián)電路中,所以也稱為并聯(lián)諧振。

交流電路串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的仿真分析


  為了更加深入了解并聯(lián)諧振的現(xiàn)象,在matlab/simulink中搭建交流并聯(lián)R、L、C電路。設置交流電源幅值為220V,頻率為50Hz,電阻為10歐姆,根據(jù)并聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件,設置L為 0.0318H,C為3.1831e-04F,仿真結(jié)果下圖所示。

交流電路串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的仿真分析


  通過對仿真波形進行分析可知:

  (1)電路發(fā)生并聯(lián)諧振時,電路的阻抗的模數(shù)達到最大值,從而使電路電流達到最小值。

  (2)電源電壓和電源電流同相位,電路對電源呈阻性。

  (3)并聯(lián)諧振時,電感支路和電容支路電流基本相等。在電子技術中利用電路發(fā)生并聯(lián)諧振時阻抗模高的特點用來選擇信號或者消除干擾。

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