Pada rangkaian seri resistor, kapasitor, dan induktor, fenomena yang terjadi pada daya, tegangan, arus, dan fasa disebutresonansi seri. Ciri-cirinya adalah: rangkaian resistansi murni, dimana daya, tegangan, dan arus mempunyai fasa, reaktansi X sama dengan nol, impedansi Z sama dengan resistansi R, dan impedansi minimum, arus, induktansi maksimum, dan kapasitansi rangkaian dapat menghasilkan tegangan berkali-kali lipat lebih besar dari tegangan catu daya dan tegangan tinggi. Oleh karena itu, resonansi seri juga dikenal sebagai resonansi tegangan.
Tegangan resonansi ditumpangkan dengan tegangan asli, dan resonansi paralel: Dalam rangkaian paralel, resistor, kapasitor, dan induktor menunjukkan fenomena fasa antara tegangan dan arus total rangkaian, yang disebut resonansi paralel. Karakteristiknya adalah resonansi paralel adalah metode kompensasi penuh yang tidak memerlukan daya reaktif, tetapi hanya menyediakan daya yang dibutuhkan oleh resistor daya aktif, menghasilkan resonansi untuk meminimalkan arus total rangkaian, dan arus cabang biasanya lebih besar dari total arus dalam rangkaian. Oleh karena itu, resonansi paralel disebut juga resonansi arus.
Ciri-ciri dan perbedaan antara resonansi seri dan resonansi paralel:
1. Mode resonansi beban dapat dibagi menjadi dua jenis: inverter paralel dan inverter seri. Karakteristik teknis utama dan perbedaan antara inverter seri dan inverter paralel adalah sebagai berikut:
Perbedaan antara inverter seri dan inverter paralel terletak pada perbedaan rangkaian osilasi yang digunakan, yang pertama dirangkai seri dengan L, R, dan C dan yang terakhir dirangkai paralel dengan L, R, dan C.
(1) Rangkaian beban inverter seri memiliki impedansi rendah terhadap catu daya dan perlu ditenagai oleh sumber tegangan. Oleh karena itu, terminal catu daya DC yang diperbaiki dan disaring harus dihubungkan ke kapasitor penyaringan besar. Ketika inverter tidak berfungsi, terjadi lonjakan arus yang besar, sehingga menyulitkan perlindungan.
Rangkaian beban inverter paralel memberikan impedansi tinggi pada catu daya dan memerlukan sumber arus untuk menyediakannya. Namun jika terjadi kegagalan inverter, arus akan dibatasi oleh reaktansi yang tinggi, sehingga berdampak kecil dan mudah dilindungi.
(2) Tegangan masukan inverter seri adalah konstan, dan tegangan keluaran berupa gelombang persegi panjang. Arus keluaran kira-kira gelombang sinus, dan konverter selalu memimpin tegangan sudut setelah arus thyristor nol.
Arus masukan inverter paralel adalah konstan, tegangan keluaran kira-kira berupa gelombang sinus, dan arus keluaran berupa gelombang persegi panjang. Sebelum tegangan kapasitor resonansi melewati nol, arus beban konverter selalu berada di depan sudut tegangan. Dengan kata lain, keduanya beroperasi di bawah beban kapasitif.
(3) Inverter seri adalah catu daya sumber tegangan konstan. Untuk menghindari konduksi thyristor secara simultan pada lengan jembatan atas dan bawah inverter, yang dapat menyebabkan korsleting pada catu daya inverter, perlu dipastikan bahwa ia dimatikan terlebih dahulu dan kemudian dihidupkan. Artinya, semua thyristor (perangkat elektronik daya lainnya) harus dimatikan selama jangka waktu tertentu (t). Induktansi liar, yang mengacu pada potensi induksi yang dihasilkan oleh induktansi dari terminal DC ke kabel peralatan, dapat merusak peralatan, sehingga perlu untuk memilih rangkaian penyerapan tegangan lonjakan yang sesuai untuk peralatan tersebut. Selain itu, untuk memastikan arus beban kontinu dan thyristor tidak terpengaruh oleh tegangan tinggi pada kapasitor konverter selama periode mati thyristor, harus ada dioda cepat anti paralel di kedua ujung thyristor.
Inverter paralel adalah catu daya sumber arus konstan. Untuk menghindari potensi induksi besar yang dihasilkan oleh reaktansi filter Ld, arus harus kontinu. Dengan kata lain, thyristor pada lengan jembatan atas dan bawah inverter harus dihidupkan terlebih dahulu dan kemudian dimatikan selama periode konverter, yaitu semua thyristor berada dalam keadaan konduktif selama periode konverter (t). Pada titik ini, meskipun lengan jembatan inverter terhubung langsung, Ld cukup besar untuk tidak menyebabkan korsleting pada catu daya DC. Namun waktu pergantian yang lama akan menurunkan efisiensi sistem sehingga perlu memperpendek t-gamma yaitu menurunkan nilai Lk.
(4) Frekuensi pengoperasian inverter seri harus lebih rendah dari frekuensi osilasi alami rangkaian beban, untuk memastikan waktu yang tepat. Jika tidak, karena sambungan langsung antara bagian atas dan bawah, inverter akan mengalami kegagalan fungsi. Lengan jembatan inverter.
Frekuensi pengoperasian inverter paralel harus sedikit lebih tinggi dari frekuensi osilasi alami rangkaian beban untuk memastikan waktu tegangan balik yang sesuai t, jika tidak maka akan menyebabkan kesalahan pada konverter thyristor. Namun, jika terlalu tinggi, tegangan balik thyristor selama konverter akan terlalu tinggi, hal ini tidak diperbolehkan.
(5) Ada dua metode pengaturan daya untuk inverter seri: mengubah tegangan catu daya DC Ud atau mengubah frekuensi pemicu thyristor, yaitu mengubah faktor daya beban cos.
Mode pengaturan daya inverter paralel hanya dapat mengubah tegangan catu daya DC Ud, dan mengubah cos phi juga akan meningkatkan tegangan keluaran dan daya inverter, tetapi rentang penyesuaian yang diijinkan sangat kecil.
(6) Pada konverter inverter seri, thyristor mati secara alami. Sebelum dimatikan, arus berangsur-angsur berkurang menjadi nol, sehingga waktu mematikannya singkat dan kerugiannya kecil. Selama periode pergantian, thyristor mempunyai waktu mati yang lebih lama (t+t -).
Dalam konverter inverter paralel, thyristor dipaksa mati selama operasi arus penuh. Setelah arus dipaksa turun ke nol, diperlukan periode waktu tegangan balik, sehingga waktu mati lebih lama. Sebaliknya, inverter seri lebih cocok untuk peralatan pemanas induksi dengan frekuensi operasi lebih tinggi.
(7) Thyristor inverter seri harus menahan tegangan yang lebih rendah. Saat menggunakan jaringan listrik 380V untuk catu daya, thyristor 1200V harus digunakan. Namun, semua arus pada rangkaian beban, termasuk komponen daya aktif dan reaktif, harus mengalir melalui thyristor. Jika thyristor inverter kehilangan pulsa, ia hanya akan menghentikan osilasi dan tidak menyebabkan inverter terbalik.
Gerbang kristal inverter paralel perlu menahan tegangan tinggi, dan nilainya meningkat pesat seiring dengan peningkatan sudut faktor daya. Namun beban itu sendiri akan membentuk loop arus yang berosilasi. Hanya arus aktif yang mengalir melalui thyristor inverter, dan ketika thyristor inverter kadang-kadang kehilangan pulsa pemicu, ia masih dapat mempertahankan osilasi dan bekerja relatif stabil.
(8) Inverter seri dapat tereksitasi sendiri-atau tereksitasi-sendiri. Daya keluaran dapat diatur dengan mengubah frekuensi pulsa pemicu inverter. Inverter paralel hanya dapat beroperasi dalam keadaan tereksitasi sendiri.
(9) Dalam inverter seri, pulsa pemicu thyristor tidak simetris dan tidak memasukkan arus komponen DC untuk mempengaruhi operasi normal. Namun, pada inverter paralel, pulsa pemicu thyristor inverter bersifat asimetris, yang dapat menimbulkan arus komponen DC dan menyebabkan kesalahan.
(10) Konverter frekuensi seri mudah untuk dihidupkan dan cocok untuk lingkungan kerja yang sering dihidupkan; Inverter paralel memerlukan rangkaian pengasutan tambahan, yang sulit untuk diasut.
(11) Karena tegangan gelombang persegi panjang yang ditanggung oleh thyristor pada inverter seri, nilai du/dt relatif besar, dan rangkaian serapan memainkan peran kunci, sedangkan kebutuhan di/dt relatif rendah. Pada inverter paralel, arus yang mengalir melalui thyristor inverter berbentuk gelombang persegi panjang, sehingga diperlukan di/dt yang lebih besar dan du/dt yang lebih rendah.
(12) Jika jarak antara kumparan pemanas induksi inverter seri dan daya inverter (termasuk kapasitor saluran) jauh, dampaknya terhadap daya keluaran akan kecil. Jika kabel koaksial digunakan atau kabel spiral ditempatkan sedekat mungkin (lebih baik dipilin bersama-sama), pengaruhnya tidak signifikan. Untuk inverter paralel, kumparan pemanas induksi harus ditempatkan sedekat mungkin dengan sumber listrik (terutama kapasitor saluran), jika tidak maka akan sangat mengurangi keluaran dan efisiensi daya.
(13) Tegangan pada kumparan induksi inverter seri dan tegangan pada kapasitor celah keduanya Q kali tegangan keluaran inverter, dan arus yang mengalir melalui kumparan induksi sama dengan arus keluaran inverter.
Tegangan pada kumparan induksi dan kapasitor celah inverter paralel sama dengan tegangan keluaran inverter, dan arus yang mengalir melaluinya adalah Q kali arus keluaran inverter.
Singkatnya, inverter paralel dan inverter seri (biasanya disebut sebagai catu daya inverter paralel atau seri) memiliki karakteristik teknis dan bidang aplikasinya masing-masing. Dari perspektif aplikasi pemanasan industri, inverter paralel banyak digunakan dalam peleburan, isolasi, perpindahan panas, pemanasan induksi dan bidang lainnya, dengan rentang daya dari beberapa kilowatt hingga puluhan ribu kilowatt. Inverter seri banyak digunakan dalam insulasi dan aplikasi pemanasan induksi frekuensi tinggi dan nilai Q tinggi dalam peleburan, satu hingga dua tungku, dengan rentang daya dari beberapa kilowatt hingga beberapa ribu kilowatt. Saat ini, lebih dari 90% pasokan listrik frekuensi variabel yang digunakan di sektor industri Tiongkok adalah pasokan listrik frekuensi variabel paralel.