谐振变压器

结构

原理

　　谐振变压器是利用串联谐振或并联谐振的原理，产生大电流和高电压。一般用于大电容或大电感负载。利用负载和设备的并联谐振，可以用较小的激励电流取得较大的负载电流；利用负载和设备的串联谐振可以用较低的激励电压在负载上取得高电压。谐振变压器的基本公式就是ω=1/√（LC），其中ω是电源的角频率=2лf，L和C是负载或设备的电感和电容量。要完全满足等式，ω、L、C中至少需要有一个参数是可调的，为了满足输出电压或电流的要求，L和C中必须有一个是可调的，为了精确找到谐振点，还需要参数可以无级微调。所以，现代谐振变压器一般使用变频电源作为电源，以便调整ω，以带抽头电抗器作为L，与C配合就可以方便地找到谐振点。

调谐

　　（1）串联调谐　　串联谐振变压器的等值电路如图3所示。当对谐振变压器施加US=220V，f=50Hz的工频电压后，通过手动或自动调节，使即XL=XC时，回路发生串联谐振，这里回路电流IS因为RCRL，则有

　　Is≈US/Rc（1）

　　被试品上的电压UC和调谐电抗器上的电压UL分别为：　　当调谐到谐谐振振时（2）　　式（2）中比值（3）

　　ω0为谐振角频率　　Q称为串联谐振回路的品质因数。因为，所以Q1。从而得出电源容量（4）

　　由式（4）可知，当谐振变压器调谐到谐振时，电源电压和容量均为被试品对应电压和容量的1/Q。所以与一般试验变压器相比，谐振变压器具有重量轻、体积小的优点。

　　（2）并联调谐

　　并联谐振变压器的等值电路如图4所示。　　当RL≤ωL，时，并联谐振的谐振频率fo为：（5）

　　并联回路的品质因数Q为：（6）

　　式中RL、RC——电感、电容的等效串联电阻（Ω）

　　L——调谐电抗器电感（H）

　　C——试品对地电容（F）

　　当向并联谐振变压器施加50Hz交流电压时，随着电压的升高，回路中将产生强迫振荡。当回路的振荡频率等于外施电源频率时，回路的阻抗（且呈纯电阻性），因而回路电流最小，但L和C上的电流IL和IC都是回路电流I的Q倍，即IL=IC=QI。