Nuoseklioje rezistorių, kondensatorių ir induktorių grandinėje galios, įtampos, srovės ir fazės reiškinys vadinamasserijos rezonansas. Jos charakteristikos yra tokios: grynos varžos grandinė, kurioje galia, įtampa ir srovė turi fazes, varža X lygi nuliui, varža Z lygi varžai R, o grandinės minimali varža, srovė, didžiausias induktyvumas ir talpa gali generuoti daug kartų didesnę įtampą nei maitinimo įtampa ir aukštoji įtampa. Todėl serijinis rezonansas taip pat žinomas kaip įtampos rezonansas.
Rezonanso įtampa dedama su pradine įtampa, o lygiagretusis rezonansas: lygiagrečioje grandinėje rezistoriai, kondensatoriai ir induktoriai turi fazės reiškinį tarp įtampos ir visos grandinės srovės, kuri vadinama lygiagrečiu rezonansu. Jo charakteristika yra ta, kad lygiagretusis rezonansas yra visiškai kompensuotas metodas, kuriam nereikia reaktyviosios galios, o tik suteikiama aktyviosios galios rezistoriaus reikalaujama galia, generuojant rezonansą, kad būtų sumažinta bendra grandinės srovė, o šakos srovė paprastai yra didesnė nei bendra srovė grandinėje. Todėl lygiagretusis rezonansas taip pat žinomas kaip srovės rezonansas.
Savybės ir skirtumai tarp serijos rezonansas ir lygiagretus rezonansas:
1. Apkrovos rezonanso režimą galima suskirstyti į du tipus: lygiagretus inverteris ir serijinis keitiklis. Pagrindinės serijinio keitiklio ir lygiagrečiojo keitiklio techninės charakteristikos ir skirtumai yra šie:
Skirtumas tarp serijinių keitiklių ir lygiagrečių keitiklių slypi skirtingose jų naudojamose virpesių grandinėse, kai pirmieji yra nuosekliai su L, R ir C, o antrieji lygiagrečiai su L, R ir C.
(1) Serijinio keitiklio apkrovos grandinė turi mažą maitinimo šaltinio varžą ir ją reikia maitinti iš įtampos šaltinio. Todėl ištaisytas ir filtruotas nuolatinės srovės maitinimo gnybtas turi būti prijungtas prie didelio filtravimo kondensatoriaus. Kai keitiklis veikia netinkamai, atsiranda didelė viršįtampio srovė, todėl apsauginė priemonė apsunkinama.
Lygiagretaus keitiklio apkrovos grandinė turi didelę maitinimo šaltinio varžą ir jai užtikrinti reikalingas srovės šaltinis. Tačiau keitiklio gedimo atveju srovę ribos didelė reaktyvumas, kuris turi nedidelį poveikį ir yra lengvai apsaugotas.
(2) Serijinio keitiklio įėjimo įtampa yra pastovi, o išėjimo įtampa yra stačiakampė banga. Išėjimo srovė yra maždaug sinusinė banga, o keitiklis visada veda kampinę įtampą, kai tiristoriaus srovė lygi nuliui.
Lygiagretaus keitiklio įėjimo srovė yra pastovi, išėjimo įtampa yra maždaug sinusinė, o išėjimo srovė yra stačiakampė. Kol rezonansinio kondensatoriaus įtampa nekerta nulio, keitiklio apkrovos srovė visada yra prieš įtampos kampą. Kitaip tariant, abu veikia esant talpinėms apkrovoms.
(3) Serijinis keitiklis yra nuolatinės įtampos šaltinio maitinimo šaltinis. Norint išvengti tiristorių laidumo ant viršutinės ir apatinės keitiklio tilto svirties vienu metu, dėl kurio gali įvykti trumpasis jungimas keitiklio maitinimo šaltinyje, būtina užtikrinti, kad jis pirmiausia būtų išjungtas, o paskui įjungtas. Tai reiškia, kad visi tiristoriai (kiti galios elektroniniai prietaisai) turi būti išjungti tam tikram laikui (t). Klaidžiojantis induktyvumas, kuris reiškia indukuotą potencialą, kurį sukuria induktyvumas iš nuolatinės srovės gnybto į įrangos laidą, gali sugadinti įrangą, todėl reikia parinkti tinkamą įrangai viršįtampio sugerties grandinę. Be to, norint užtikrinti, kad apkrovos srovė būtų nuolatinė ir tiristoriaus neveiktų aukšta konverterio kondensatoriaus įtampa tiristoriaus išjungimo laikotarpiu, abiejuose tiristoriaus galuose turi būti anti-lygiagretusis greitas diodas.
Lygiagretusis keitiklis yra nuolatinės srovės šaltinio maitinimo šaltinis. Siekiant išvengti didelio indukuoto potencialo, kurį sukuria filtro reaktyvumas Ld, srovė turi būti nuolatinė. Kitaip tariant, būtina užtikrinti, kad keitiklio viršutinės ir apatinės tilto svirties tiristoriai pirmiausia būtų įjungti, o paskui išjungti keitiklio laikotarpiu, tai yra, visi tiristoriai keitiklio (t) laikotarpiu būtų laidžioje būsenoje. Šiuo metu, nors inverterio tilto svirtis yra tiesiogiai prijungta, Ld yra pakankamai didelis, kad nesukeltų trumpojo jungimo nuolatinės srovės maitinimo šaltinyje. Tačiau ilgas komutavimo laikas sumažins sistemos efektyvumą, todėl reikia sutrumpinti t-gama, tai yra sumažinti Lk reikšmę.
(4) Serijinio keitiklio veikimo dažnis turi būti mažesnis už apkrovos grandinės natūralų virpesių dažnį, tai yra, kad būtų užtikrintas tinkamas laikas. Priešingu atveju dėl tiesioginio viršutinės ir apatinės dalių jungties keitiklis suges. Inverterio tilto svirtis.
Lygiagretaus keitiklio veikimo dažnis turi būti šiek tiek didesnis už apkrovos grandinės natūralų virpesių dažnį, kad būtų užtikrintas tinkamas atvirkštinės įtampos laikas t, priešingu atveju sukels tiristoriaus keitiklio gedimus. Tačiau jei ji yra per didelė, tiristoriaus atvirkštinė įtampa keitiklio metu bus per didelė, o tai neleidžiama.
(5) Serijiniams keitikliams yra du galios reguliavimo būdai: nuolatinės srovės maitinimo įtampos Ud keitimas arba tiristoriaus suveikimo dažnio keitimas, tai yra apkrovos galios koeficiento cos keitimas.
Lygiagrečių inverterių galios reguliavimo režimas gali pakeisti tik nuolatinės srovės maitinimo įtampą Ud, o keičiant cos phi taip pat padidės keitiklio išėjimo įtampa ir galia, tačiau leistinas reguliavimo diapazonas yra labai mažas.
(6) Serijinio keitiklio keitiklyje tiristorius natūraliai išsijungia. Prieš išjungiant srovė palaipsniui mažėja iki nulio, todėl išjungimo laikas trumpas, o nuostoliai nedideli. Komutacijos laikotarpiu tiristorius turi ilgesnį išsijungimo laiką (t+t -).
Lygiagretaus keitiklio keitiklyje tiristorius yra priverstas išsijungti, kai veikia visa srovė. Po to, kai srovė priverčiama nukristi iki nulio, reikalingas atvirkštinės įtampos laikotarpis, todėl išjungimo laikas yra ilgesnis. Priešingai, serijiniai keitikliai labiau tinka aukštesnio veikimo dažnio indukcinio šildymo įrangai.
(7) Serijinio keitiklio tiristoriai turi atlaikyti žemesnę įtampą. Kai maitinimui naudojamas 380 V elektros tinklas, reikia naudoti 1200 V tiristorius. Tačiau visos apkrovos grandinės srovės, įskaitant aktyviosios ir reaktyviosios galios komponentus, turėtų tekėti per tiristorių. Jei inverterio tiristorius praranda impulsą, jis tik sustabdys svyravimus ir nesukels keitiklio apvirtimo.
Lygiagretaus keitiklio kristaliniai vartai turi atlaikyti aukštą įtampą, o jo vertė greitai didėja didėjant galios koeficiento kampui. Tačiau pati apkrova sudarys svyruojančią srovės kilpą. Per inverterio tiristorių teka tik aktyvi srovė, o kai keitiklio tiristorius retkarčiais praranda trigerio impulsą, jis vis tiek gali išlaikyti virpesius ir dirbti gana stabiliai.
(8) Serijiniai keitikliai gali būti savaime-sužadinami arba savaime-sužadinami. Išėjimo galią galima reguliuoti keičiant keitiklio suveikimo impulsų dažnį. Lygiagretieji keitikliai gali veikti tik savaiminio sužadinimo būsenoje.
(9) Serijiniame keitiklyje tiristoriaus suveikimo impulsas yra asimetriškas ir neįveda nuolatinės srovės komponento, kuris paveiktų normalų veikimą. Tačiau lygiagrečiuose keitikliuose inverterio tiristoriaus suveikimo impulsas yra asimetriškas, todėl gali atsirasti nuolatinės srovės komponento srovė ir atsirasti gedimų.
(10) serijinį dažnio keitiklį lengva paleisti ir jis tinka dažnai paleidžiant darbo aplinką; Lygiagretiesiems keitikliams reikia papildomų paleidimo grandinių, kurias sunku paleisti.
(11) Dėl stačiakampės bangos įtampos, kurią perduoda tiristoriai serijiniame keitiklyje, du/dt vertė yra gana didelė, o sugerties grandinė vaidina pagrindinį vaidmenį, o di/dt reikalavimas yra palyginti mažas. Lygiagrečiuose inverteriuose srovė, einanti per inverterių tiristorius, yra stačiakampė banga, todėl reikia didesnio di/dt ir mažesnio du/dt.
(12) Kai atstumas tarp serijinio keitiklio indukcinio šildymo ritės ir keitiklio galios (įskaitant kanalų kondensatorius) yra didelis, poveikis išėjimo galiai yra mažas. Jei naudojami koaksialiniai kabeliai arba spiraliniai laidai dedami kuo arčiau (geriau susukti), efektas nėra reikšmingas. Lygiagrečių keitiklių atveju indukcinė šildymo ritė turi būti dedama kuo arčiau maitinimo šaltinio (ypač kanalo kondensatoriaus), kitaip tai labai sumažins galią ir efektyvumą.
(13) Serijinio keitiklio indukcinės ritės įtampa ir tarpinio kondensatoriaus įtampa yra Q kartus didesnė už keitiklio išėjimo įtampą, o srovė, tekanti per indukcinę ritę, yra lygi keitiklio išėjimo srovei.
Lygiagretaus keitiklio indukcinės ritės ir tarpinio kondensatoriaus įtampa yra lygi keitiklio išėjimo įtampai, o per juos tekanti srovė yra Q padauginta iš keitiklio išėjimo srovės.
Apibendrinant galima pasakyti, kad lygiagretieji keitikliai ir serijiniai keitikliai (dažniausiai vadinami lygiagrečiais arba nuosekliais inverterių maitinimo šaltiniais) turi savo technines charakteristikas ir taikymo sritis. Pramoninio šildymo požiūriu lygiagretieji inverteriai plačiai naudojami lydymo, izoliacijos, šilumos perdavimo, indukcinio šildymo ir kitose srityse, kurių galia svyruoja nuo kelių kilovatų iki dešimčių tūkstančių kilovatų. Serijiniai inverteriai plačiai naudojami izoliacijai ir didelės Q vertės bei aukšto -dažnio indukcinio šildymo taikymams lydant, vienoje ar dviejose krosnyse, kurių galia yra nuo kelių kilovatų iki kelių tūkstančių kilovatų. Šiuo metu daugiau nei 90% Kinijos pramonės sektoriuje naudojamų kintamo dažnio maitinimo šaltinių yra lygiagrečiai kintamo dažnio maitinimo šaltiniai.