諧振即物理的簡(jiǎn)諧振動(dòng),物體的加速度在跟偏離平衡位置移成正比,且總是指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng),其動(dòng)力學(xué)方程式是F=kx, 諧振的現(xiàn)象是電流增大和電壓減小,越接近諧振中心,電流表電壓表功率表轉(zhuǎn)動(dòng)變化快,但是和短路得區(qū)別是不會(huì)出現(xiàn)零序量。
電路由電感L和電容C組成的,可以在一個(gè)或若干個(gè)頻率上發(fā)生諧振現(xiàn)象的電路,統(tǒng)稱(chēng)為諧振電路。在電力工程中,有可能由于電路中出現(xiàn)諧振而產(chǎn)生某些危害,例如過(guò)電壓或過(guò)電流,所以,對(duì)諧振電路的研究,無(wú)論是從利用方面,或是從限制其危害方面來(lái)看,都有重要意義。
含有電感線(xiàn)圈和電容器的無(wú)源(指不含獨(dú)立電源)線(xiàn)性時(shí)不變電路在某個(gè)特定頻率的外加電源作用下,對(duì)外呈純電阻性質(zhì)的現(xiàn)象,這一特定頻率即為該電路的諧振頻率,以諧振為主要工作狀態(tài)的電路稱(chēng)諧振電路,無(wú)線(xiàn)電設(shè)備都用諧振電路完成調(diào)諧、濾波等功能。電力系統(tǒng)則需防止諧振以免引起過(guò)電流、過(guò)電壓。
電路中的諧振有線(xiàn)性諧振、非線(xiàn)性諧振和參量諧振,前者是發(fā)生在線(xiàn)性時(shí)不變無(wú)源電路中的諧振,以串聯(lián)諧振(或串聯(lián)諧振裝置)電路中的諧振為典型,非線(xiàn)性諧振發(fā)生在含有非線(xiàn)性元件電路內(nèi),由鐵心線(xiàn)圈和線(xiàn)性電容器串聯(lián)(或并聯(lián))而成的電路(習(xí)稱(chēng)鐵磁諧振電路 )就能發(fā)生非線(xiàn)性諧振。在正弦激勵(lì)作用下,電路內(nèi)會(huì)出現(xiàn)基波諧振、高次諧波諧振、分諧波諧振以及電流(或電壓)的振幅和相位跳變的現(xiàn)象,這些現(xiàn)象統(tǒng)稱(chēng)鐵磁諧振,參量諧振是發(fā)生在含時(shí)變?cè)娐穬?nèi)的諧振,一個(gè)凸極同步發(fā)電機(jī)帶有容性負(fù)載的電路內(nèi)就可能發(fā)生參量諧振。
所謂諧振,按電路理論,它是正弦電壓加在理想的(無(wú)寄生電阻)電感或電容串聯(lián)電路上。當(dāng)正弦頻率為某一值時(shí),容抗與感抗相等,電路的阻抗為零,電路電流達(dá)到無(wú)窮大。如果正弦電壓加在電感和電容并聯(lián)電路上,當(dāng)正弦電壓頻率為某一值時(shí),電路的總導(dǎo)納(導(dǎo)納是阻抗的倒數(shù))為零,電感、電容元件上電壓為無(wú)窮大,前者稱(chēng)為串聯(lián)諧振,后者稱(chēng)為并聯(lián)諧振。
用公式表示
Z=R+j(XL-XC) 其中,Z為阻抗,R為電阻,XL-XC=X為感抗+容抗=電抗,從公式中間可以清晰的看出:當(dāng)感抗XL與容抗XC相等的時(shí)候,Z中間只包含實(shí)分量R,即純電阻,此時(shí)即為諧振。