Takistite, kondensaatorite ja induktiivpoolide jadaahelas nimetatakse võimsuse, pinge, voolu ja faasi nähtust.seeria resonants. Selle omadused on järgmised: puhas takistusahel, kus võimsusel, pingel ja voolul on faasid, reaktants X on võrdne nulliga, impedants Z on võrdne takistusega R ning vooluahela minimaalne takistus, vool, maksimaalne induktiivsus ja mahtuvus võivad tekitada pingeid, mis on mitu korda suuremad kui toiteallika pinge ja kõrgepinge. Seetõttu nimetatakse jadaresonantsi ka pingeresonantsiks.
Resonantspinge kattub algse pingega ja paralleelresonantsiga: paralleelses vooluringis ilmnevad takistitel, kondensaatoritel ja induktiivpoolidel faasinähtus ahela pinge ja koguvoolu vahel, mida nimetatakse paralleelresonantsiks. Selle eripära on see, et paralleelresonants on täielikult kompenseeritud meetod, mis ei nõua reaktiivvõimsust, vaid annab ainult aktiivvõimsustakistile vajaliku võimsuse, tekitades resonantsi, et minimeerida ahela koguvoolu, ja haru vool on tavaliselt suurem kui ahela koguvool. Seetõttu nimetatakse paralleelresonantsi ka vooluresonantsiks.
Omadused ja erinevused seeria resonants ja paralleelresonants:
1. Koormusresonantsrežiimi saab jagada kahte tüüpi: paralleelinverter ja jadainverter. Jadainverteri ja paralleelmuunduri peamised tehnilised omadused ja erinevused on järgmised:
Jadainverterite ja paralleelsete inverterite erinevus seisneb nende kasutatavates erinevates võnkeahelates, millest esimene on järjestikku L, R ja C ning teine paralleelselt L, R ja C-ga.
(1) Jadainverteri koormusahelal on madal toitetakistus ja see peab saama toidet pingeallikast. Seetõttu tuleb alaldatud ja filtreeritud alalisvoolu toiteallika klemm ühendada suure filtreerimiskondensaatoriga. Inverteri talitlushäirete korral tekib suur liigvool, mis muudab kaitsmise keeruliseks.
Paralleelse inverteri koormusahel on toiteallikale kõrge takistusega ja selle tagamiseks on vaja vooluallikat. Inverteri rikke korral piirab voolu aga suur reaktants, millel on väike mõju ja mida on lihtne kaitsta.
(2) Jadainverteri sisendpinge on konstantne ja väljundpinge on ristkülikukujuline. Väljundvool on ligikaudu siinuslaine ja muundur juhib alati nurga pinget pärast seda, kui türistori vool on null.
Paralleelinverteri sisendvool on konstantne, väljundpinge on ligikaudu siinuslaine ja väljundvool on ristkülikukujuline. Enne kui resonantskondensaatori pinge ületab nulli, on muunduri koormusvool alati pingenurga ees. Teisisõnu, mõlemad töötavad mahtuvuslikul koormusel.
(3) Jadainverter on püsipingeallika toiteallikas. Et vältida türistorite samaaegset juhtivust inverteri ülemisel ja alumisel sillaharjal, mis võib põhjustada lühise inverteri toiteallikas, on vaja tagada, et see lülitatakse kõigepealt välja ja seejärel sisse. See tähendab, et kõik türistorid (muud jõuelektroonilised seadmed) tuleks teatud ajaks (t) välja lülitada. Hajuinduktiivsus, mis viitab indutseeritud potentsiaalile, mis tekib alalisvoolu klemmilt seadme juhtmesse suunduva induktiivsuse poolt, võib seadet kahjustada, mistõttu tuleb seadmele valida sobiv liigpinge neeldumisahel. Lisaks, tagamaks, et koormusvool on pidev ja türistorit ei mõjutaks türistori väljalülitusperioodi ajal muunduri kondensaatori kõrge pinge, peab türistori mõlemas otsas olema anti-paralleelne kiire diood.
Paralleelne inverter on konstantse vooluallika toiteallikas. Vältimaks filtri reaktantsi Ld tekitatud suurt indutseeritud potentsiaali, peab vool olema pidev. Teisisõnu on vaja tagada, et muunduri ülemise ja alumise sillaharu türistorid lülitatakse konverteri perioodil esmalt sisse ja seejärel välja, see tähendab, et kõik türistorid on muunduri (t) perioodil juhtivas olekus. Sel hetkel, kuigi inverteri silla õlg on otse ühendatud, on Ld piisavalt suur, et mitte tekitada alalisvoolu toiteallikas lühist. Kuid pikk kommutatsiooniaeg vähendab süsteemi efektiivsust, mistõttu on vaja lühendada t-gammat, st vähendada Lk väärtust.
(4) Jadainverteri töösagedus peab olema väiksem kui koormusahela omavõnkesagedus, st tagama sobiva aja. Vastasel juhul tekib ülemise ja alumise osa vahelise otsese ühenduse tõttu inverteri talitlushäire. Inverteri sildõlg.
Paralleelinverteri töösagedus peab olema veidi kõrgem kui koormusahela omavõnkesagedus, et tagada sobiv pöördpinge aeg t, vastasel juhul põhjustab see türistori muunduris tõrkeid. Kui see on aga liiga kõrge, on türistori pöördpinge muunduri ajal liiga kõrge, mis ei ole lubatud.
(5) Jadainverteritel on kaks võimsuse reguleerimise meetodit: alalisvoolu toitepinge Ud muutmine või türistori käivitussageduse muutmine, st koormuse võimsusteguri cos muutmine.
Paralleelinverterite võimsuse reguleerimise režiim saab muuta ainult alalisvoolu toitepinget Ud ja cos phi muutmine suurendab ka inverteri väljundpinget ja võimsust, kuid lubatud reguleerimisvahemik on väga väike.
(6) Jadainverteri muunduris lülitub türistor loomulikult välja. Enne väljalülitamist väheneb vool järk-järgult nullini, seega on väljalülitusaeg lühike ja kadu väike. Kommutatsiooniperioodil on türistoril pikem väljalülitusaeg (t+t -).
Paralleelse inverteri muunduris on türistor sunnitud täisvoolu töötamise ajal välja lülituma. Pärast seda, kui vool on sunnitud langema nullini, on vaja pöördpinge perioodi, seega on väljalülitusaeg pikem. Seevastu seeriainverterid sobivad rohkem kõrgema töösagedusega induktsioonkütteseadmetele.
(7) Jadainverteri türistorid peavad taluma madalamat pinget. Kui toiteallikaks kasutatakse 380 V elektrivõrku, tuleks kasutada 1200 V türistoreid. Kuid kõik koormusahela voolud, sealhulgas aktiiv- ja reaktiivvõimsuse komponendid, peaksid voolama läbi türistori. Kui inverteri türistor kaotab impulsi, siis see ainult peatab võnkumise ja ei põhjusta inverteri ümberminekut.
Paralleelse inverteri kristallvärav peab taluma kõrget pinget ja selle väärtus kasvab kiiresti võimsusteguri nurga suurenemisega. Koormus ise moodustab aga võnkuva vooluahela. Invertertüristori kaudu liigub ainult aktiivvool ja kui invertertüristor aeg-ajalt päästikuimpulsi kaotab, suudab see siiski säilitada võnkumist ja töötada suhteliselt stabiilselt.
(8) Seeriamuundurid võivad olla ise-ergastatud või ise-ergastatud. Väljundvõimsust saab reguleerida muunduri päästiku impulsi sagedust muutes. Paralleelsed inverterid saavad töötada ainult iseergastuvas olekus.
(9) Jadainverteris on türistori käivitusimpulss asümmeetriline ega tekita normaalset tööd mõjutavat alalisvoolu. Paralleelinverterites on aga inverteri türistori käivitusimpulss asümmeetriline, mis võib tekitada alalisvoolu komponendi voolu ja põhjustada rikkeid.
(10) Seeria sagedusmuundurit on lihtne käivitada ja see sobib sagedasteks käivitustöödeks; Paralleelsed inverterid nõuavad täiendavaid käivitusahelaid, mida on raske käivitada.
(11) Jadainverteri türistorite poolt kantava ristkülikukujulise lainepinge tõttu on du/dt väärtus suhteliselt suur ja neeldumisahel mängib võtmerolli, samas kui di/dt nõue on suhteliselt madal. Paralleelinverterites on inverteri türistoreid läbiv vool ristkülikukujuline, seega on vaja suuremat di/dt ja madalamat du/dt.
(12) Kui seeriainverteri induktsioonkuumutusmähise ja inverteri võimsuse (sealhulgas kanalikondensaatorite) vaheline kaugus on pikk, on mõju väljundvõimsusele väike. Kui kasutada koaksiaalkaableid või asetada spiraaljuhtmed võimalikult lähedale (paremini kokku keeratud), pole mõju märkimisväärne. Paralleelsete inverterite puhul tuleks induktsioonkuumutusspiraal asetada toiteallikale (eriti kanalikondensaatorile) võimalikult lähedale, vastasel juhul vähendab see oluliselt väljundvõimsust ja efektiivsust.
(13) Jadainverteri induktsioonipooli pinge ja vahekondensaatori pinge on mõlemad Q-kordne inverteri väljundpinge ja induktsioonpooli läbiv vool on võrdne inverteri väljundvooluga.
Paralleelinverteri induktsioonpoolil ja vahekondensaatoril olev pinge on võrdne inverteri väljundpingega ning neid läbiv vool on Q korda inverteri väljundvool.
Kokkuvõtteks võib öelda, et paralleelinverteritel ja jadainverteritel (mida tavaliselt nimetatakse paralleel- või jadainverteri toiteallikateks) on oma tehnilised omadused ja rakendusvaldkonnad. Tööstuslike kütterakenduste vaatenurgast kasutatakse paralleelseid invertereid laialdaselt sulatamisel, isolatsioonil, soojusülekandel, induktsioonkuumutamisel ja muudes valdkondades, võimsusega mitmest kilovatist kümnete tuhandete kilovattideni. Seeriainvertereid kasutatakse laialdaselt isolatsioonis ning kõrge Q-väärtuse ja kõrge sagedusega induktsioonkuumutusrakendustes ühe kuni kahe ahju sulatamisel, võimsusega mitmest kilovatist mitme tuhande kilovatini. Praegu on enam kui 90% Hiina tööstussektoris kasutatavatest muutuva sagedusega toiteallikatest paralleelsed muutuva sagedusega toiteallikad.