Теория резонанса в инверторах

В резонанснике дроссель, емкость и активное сопротивление включены последовательно и образуют последовательный резонансный контур в котором при резонансе возникает резонанс напряжений. Активное сопротивление складывается из активного сопротивления дросселя + сопротивление потерь СТ + сопротивления нагрузки, приведенное к первичной цепи. Если менять активное сопротивление нагрузки, то это эквивалентно изменению приведенного активного сопротивления в первичке. (Активное сопротивление АКТИВНО удаляет (потребляет) энергию от источника ЭДС (в отличии от реактивного сопротивления). Включая нагрузку в СТ, Вы активно начинаете потреблять энергию из колебательного контура, что эквивалентно внесению активных потерь в колебательный контур. Т.е. Вы изменяете активное сопротивление в контуре меняя Rн ). Извините за многословие.

Сообщение отредактировал AlexLut - 4.12.2013, 12:51

К сожалению, в случае очень малой индуктивности резонансного контура в сравнении с емкостью (что и наблюдается при КЗ вторичной цепи), резонанс уже не сможет проявлять свои свойства в той степени, чтобы заметно повысить реактивное сопротивление контура. Ибо добротность практически отсутствует. Она ведь тем выше, чем больше соотношение индуктивность / емкость. Проще говоря, КЗ вторички трансформатора в резонанснике почти аналогично прямому соединению выводов конденсатора с плечами моста. Только его емкость и будет ограничивать мощность в этом случае.
Это все в случае отсутствия доп. дросселя в контуре.

Полностью согласен, но хотел подправить. Добротность тем выше, чем больше отношение реактивного сопротивления к активному.

Сообщение отредактировал AlexLut - 4.12.2013, 13:39

ingener99, согласна с Вами. Я и не говорю про ограничение мощности в резонансе, а говорю про ограничение при выходе из него. Реактивное сопротивление последовательного контура минимально при резонансе, когда выполняется баланс равенства реактивных сопротивлений у ёмкости и индуктивности контура. При КЗ баланс нарушится, и реактивное сопротивление индуктивности (ок, пусть без дросселя) будет меньше, чем у ёмкости. Действительно мощность будет ограничивать реактивное сопротивление в основном ёмкости (как в кондёрбалластнике). Но реактивное сопротивление любого из элементов контура сомо по себе значительно больше реактивного сопротивления резонансного контура в режиме резонанса.

Сообщение отредактировал ERika - 4.12.2013, 13:51

ERika Вы запутались. Ограничение мощности как раз и происходит за счет ухода резонансной частоты контура вверх относительно частоты инвертора (если она стабильна)

При резонансе сопротивление контура минимально и равно активному сопротивлению.

Сообщение отредактировал AlexLut - 4.12.2013, 14:10

Если контур качается частотой ниже резонансной, то будут возникать паразитные биения на собственной частоте контура. Поэтому (личное мнение) самый правильный вариант для резонансника - фазное (не ШИМ!) управление мостом на фиксированной частоте.

Сообщение отредактировал ingener99 - 4.12.2013, 14:43

Я действительно уже запуталась, или меня запутали... Я ведь и говорила про уход собственной частоты контура вверх при увеличении нагрузки. А Вы вроде говорили, что она не уходит, а лишь добротность падает, или я что не так поняла? Ещё мне непонятны метамарфозы с активным сопротивлением у трансформатора - как-то очень путанно всё там....Ладно, пока на работе некогда подумать, попозже напишу свои соображения по данному вопросу.

При параметрическом ограничении тока резонансного инвертора меняется (уменьшается) индуктивность дросселя, а Вы говорили про индуктивность трансформатора. Я пытался объяснить, что при рабочих режимах и КЗ изменение индуктивности СТ несущественно и не может быть причиной параметрического ограничения тока.
(У компа я эпизодически, сегодня как раз был такой эпизод )
Вопрос к ingener99
Было бы замечательно, если бы Вы более подробно рассказали об организации фазового управления в резонансном инверторе или дали ссылку, где об этом подробно можно почитать. Заранее благодарю.

Увы, рассказать нечего, всего лишь мысли вслух. Может, это и невозможно, раз никто не делает. А может, нет смысла извращать фазник, раз он и с простым жестким трансом работает нормально.
Хотя, вскорости будет доделана силовая часть с управой на UC3875, можно будет поэкскрементировать.

Схемуля похожа на резонансный фазник.

AlexLut, благодарю, поняла Вас теперь .

Всем привет! Народ, выложите плиз кто нибудь схему замещения транса. А то гадание на кофейной гуще никогда не прекратится. Большинство ораторов так и не поймут, что та часть индуктивности СТ, которая принимает участие в резонансе, при к.з. никуда не девается. А вот полезная индуктивность шунтируется нагрузкой, но в резонансе не участвует. Поэтому трансформатор остается активным элементом, а не регулирующим.

Сообщение отредактировал protector - 20.12.2013, 22:29

Это схема классического фазника.(С13 - 1,2мкФХ450В полистирольный)

Можно, тоже добавлю свои 5 копеек в понимание процессов, а точнее, это мое мннение.
Резонанс от активного сопротивления не зависит и определяется только L и C. Трансформатор имеет очень приличную индуктивность и эта индуктивность также входит в суммарную индуктивность контура. Поскольку у трансформатора очень большая индуктивность, то ею в теоретических расчетах можно пренебречь, а для практиков она тем более не интересна(1/Lобщ=1/Lдр+1/Lтр). Трансформатор с нагрузкой (дуга) можно рассматривать как активное сопротивление в последовтельном контуре и на нем, а точнее, в дуге выделяется мощность, циркулирующая в контуре. При коротком замыкании сопротивление трансформатора становится равным нулю и контур превращается в высокодобротный контур и в нем начинают ходить очень приличные токи, но до тех пор пока не насытится сердечник дросселя и это насыщение начнет разогревать уже сердечник. В резонансе сопротивление идеального контура равно нулю и определяется только активным сопротивлением, поэтому и токи приличные. Спасает сердечник от теплового удара релюшка, которая прекратит подачу питания на мост. Резонанс нужен только для создания ключам благоприятных условий для коммутации транзисторов и для получения соответствующей ВАХ для сварщика. Примерно так, не сильно теоретизируя.
При малой нагрузке сопротивление в цепи контура очень большое и поэтому резонанс контура очень тупой, и по этой причине в первичке на токовом трансформаторе мы видим меандр а не синус.
Каким образом регулировать подаваемую мощность в контур, это дело вкуса, кому то ШИМ, а кто-то фазой. Лично мне не нравится ни то ни другое, поскольку начинают играть свою роль гармоники, что особенно заметно на повышенных частотах, где длительность меандра будет вблизи паузы. В этом плане было б правильнее регулировать зазор в дросселе (как в 50 герцовых сварочниках), а генератор оставить генерить стабильную частоту.

Сообщение отредактировал sark - 21.1.2014, 20:44

Когда я разбирался с теорией резонансных аппаратов, то обнаружил, что существует как бы две разные теории. В одной топологии не учитывается насыщение резонансного дросселя. При другой технологии зазор в резонансном дросселе отсутствует. Дроссель рассчитывается с учетом насыщения на участке близком к резонансу и насыщение дросселя ограничивает рост энергии в контуре. Это как бы две разные технологии одного и того же процесса, хотя , наверное правильнее назвать вторую схемой с насыщающимся дросселем. Резонанс присутствует и в той и в другой. В первичный контур можно подключить трансформатор тока, при условии его использовании только в схемах быстрой защиты (большая нелинейность). ОС по управлению лучше вводить в выходную цепь.

Кстати, резонансная технология прекрасно себя показала и в аппаратах с жесткой стабилизацией напряжения (для полуавтоматической сварки в среде защитных газов, для автоматической сварки под флюсом) Например обеспечивая режим при полуавтоматической сварки сплошной проволокой в углекислом газе при токе 200-250 ампер и получая при этом отличные швы.