ในวงจรอนุกรมของตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำ ปรากฏการณ์ของกำลัง แรงดัน กระแส และเฟสที่เกิดขึ้น เรียกว่าเสียงสะท้อนแบบอนุกรม- คุณลักษณะของมันคือ: วงจรความต้านทานบริสุทธิ์ โดยที่กำลัง แรงดันไฟฟ้า และกระแสมีเฟส รีแอคแตนซ์ X เท่ากับศูนย์ อิมพีแดนซ์ Z เท่ากับความต้านทาน R และอิมพีแดนซ์ขั้นต่ำ กระแส ตัวเหนี่ยวนำสูงสุด และความจุของวงจรอาจสร้างแรงดันไฟฟ้ามากกว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟและไฟฟ้าแรงสูงหลายเท่า ดังนั้นอนุกรมเรโซแนนซ์จึงเรียกว่าเรโซแนนซ์แรงดันไฟฟ้า
แรงดันไฟฟ้าเรโซแนนซ์ซ้อนทับกับแรงดันไฟฟ้าเดิม และเสียงเรโซแนนซ์แบบขนาน: ในวงจรขนาน ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำแสดงปรากฏการณ์เฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสรวมของวงจร ซึ่งเรียกว่าเรโซแนนซ์แบบขนาน ลักษณะเฉพาะของมันคือเสียงสะท้อนแบบขนานเป็นวิธีการชดเชยเต็มที่ซึ่งไม่ต้องการพลังงานรีแอกทีฟ แต่ให้เฉพาะพลังงานที่ต้องการโดยตัวต้านทานกำลังไฟฟ้าแบบแอคทีฟเท่านั้น สร้างเสียงสะท้อนเพื่อลดกระแสรวมของวงจรให้เหลือน้อยที่สุด และกระแสย่อยมักจะมากกว่ากระแสทั้งหมดในวงจร ดังนั้น เสียงสะท้อนแบบขนานจึงเรียกว่า เสียงสะท้อนปัจจุบัน
ลักษณะและความแตกต่างระหว่าง เสียงสะท้อนแบบอนุกรม และเสียงสะท้อนแบบขนาน:
1. โหมดโหลดเรโซแนนซ์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: อินเวอร์เตอร์แบบขนานและอินเวอร์เตอร์แบบอนุกรม ลักษณะทางเทคนิคหลักและความแตกต่างระหว่างอินเวอร์เตอร์ซีรีส์และอินเวอร์เตอร์แบบขนานมีดังนี้:
ความแตกต่างระหว่างอินเวอร์เตอร์แบบอนุกรมและอินเวอร์เตอร์แบบขนานนั้นอยู่ที่วงจรออสซิลเลชันต่างๆ ที่พวกเขาใช้ โดยแบบแรกจะอนุกรมกับ L, R และ C และแบบหลังจะขนานกับ L, R และ C
(1) วงจรโหลดของอินเวอร์เตอร์แบบอนุกรมมีความต้านทานต่อแหล่งจ่ายไฟต่ำ และจำเป็นต้องได้รับพลังงานจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นขั้วจ่ายไฟ DC ที่แก้ไขและกรองจะต้องเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุกรองขนาดใหญ่ เมื่ออินเวอร์เตอร์ทำงานผิดปกติ จะเกิดกระแสไฟกระชากขนาดใหญ่ ทำให้การป้องกันทำได้ยาก
วงจรโหลดของอินเวอร์เตอร์แบบขนานมีความต้านทานสูงต่อแหล่งจ่ายไฟ และต้องใช้แหล่งจ่ายกระแสไฟในการจัดหา อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่อินเวอร์เตอร์ขัดข้อง กระแสไฟฟ้าจะถูกจำกัดด้วยรีแอกแตนซ์สูง ซึ่งมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยและง่ายต่อการป้องกัน
(2) แรงดันไฟฟ้าอินพุตของอินเวอร์เตอร์แบบอนุกรมมีค่าคงที่ และแรงดันเอาต์พุตเป็นคลื่นสี่เหลี่ยม กระแสไฟเอาท์พุตมีค่าประมาณคลื่นไซน์ และคอนเวอร์เตอร์จะนำแรงดันมุมเสมอหลังจากที่กระแสไทริสเตอร์เป็นศูนย์
กระแสอินพุตของอินเวอร์เตอร์แบบขนานมีค่าคงที่ แรงดันเอาต์พุตมีค่าประมาณคลื่นไซน์ และกระแสเอาต์พุตเป็นคลื่นสี่เหลี่ยม ก่อนที่แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุแบบเรโซแนนซ์จะข้ามศูนย์ กระแสโหลดของคอนเวอร์เตอร์จะอยู่ด้านหน้ามุมแรงดันไฟฟ้าเสมอ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ทั้งสองทำงานภายใต้โหลดแบบ capacitive
(3) อินเวอร์เตอร์แบบอนุกรมคือแหล่งจ่ายพลังงานแรงดันคงที่ เพื่อหลีกเลี่ยงการนำไทริสเตอร์ไปพร้อมกันบนแขนบริดจ์ด้านบนและด้านล่างของอินเวอร์เตอร์ ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรในแหล่งจ่ายไฟของอินเวอร์เตอร์ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปิดเครื่องก่อนแล้วจึงเปิดใหม่ กล่าวคือ ควรปิดไทริสเตอร์ทั้งหมด (อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังอื่นๆ) เป็นระยะเวลาหนึ่ง (t) ตัวเหนี่ยวนำหลงทาง ซึ่งหมายถึงศักย์เหนี่ยวนำที่สร้างขึ้นโดยการเหนี่ยวนำจากขั้วต่อ DC ไปยังสายนำของอุปกรณ์ อาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเลือกวงจรดูดซับแรงดันไฟกระชากที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ นอกจากนี้ เพื่อให้แน่ใจว่ากระแสโหลดมีความต่อเนื่อง และไทริสเตอร์ไม่ได้รับผลกระทบจากแรงดันไฟฟ้าสูงบนตัวเก็บประจุคอนเวอร์เตอร์ในช่วงปิดไทริสเตอร์ จะต้องมีไดโอดเร็วแบบต้านขนานที่ปลายทั้งสองด้านของไทริสเตอร์
อินเวอร์เตอร์แบบขนานคือแหล่งจ่ายกระแสไฟคงที่ เพื่อหลีกเลี่ยงศักย์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ที่เกิดจากรีแอกแตนซ์ของตัวกรอง Ld กระแสจะต้องต่อเนื่อง กล่าวอีกนัยหนึ่ง จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าไทริสเตอร์ที่แขนสะพานด้านบนและด้านล่างของอินเวอร์เตอร์ถูกเปิดและปิดเป็นครั้งแรกในระหว่างช่วงคอนเวอร์เตอร์ กล่าวคือ ไทริสเตอร์ทั้งหมดอยู่ในสถานะนำไฟฟ้าระหว่างช่วงคอนเวอร์เตอร์ (t) ณ จุดนี้ แม้ว่าแขนบริดจ์อินเวอร์เตอร์จะเชื่อมต่อโดยตรง แต่ Ld ก็มีขนาดใหญ่พอที่จะไม่ทำให้เกิดการลัดวงจรในแหล่งจ่ายไฟ DC อย่างไรก็ตาม เวลาสับเปลี่ยนที่ยาวนานจะลดประสิทธิภาพของระบบ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องลดแกมมา - ซึ่งก็คือลดค่า Lk
(4) ความถี่ในการทำงานของอินเวอร์เตอร์แบบอนุกรมต้องต่ำกว่าความถี่การสั่นตามธรรมชาติของวงจรโหลด กล่าวคือ เพื่อให้แน่ใจว่ามีเวลาที่เหมาะสม มิฉะนั้น เนื่องจากการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างส่วนบนและส่วนล่าง อินเวอร์เตอร์จะทำงานผิดปกติ แขนบริดจ์ของอินเวอร์เตอร์
ความถี่การทำงานของอินเวอร์เตอร์แบบขนานจะต้องสูงกว่าความถี่การสั่นตามธรรมชาติของวงจรโหลดเล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่ามีเวลาแรงดันย้อนกลับที่เหมาะสม t มิฉะนั้นจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในตัวแปลงไทริสเตอร์ อย่างไรก็ตามหากสูงเกินไป แรงดันย้อนกลับของไทริสเตอร์ระหว่างตัวแปลงจะสูงเกินไปซึ่งไม่ได้รับอนุญาต
(5) มีวิธีการควบคุมกำลังสองวิธีสำหรับอินเวอร์เตอร์แบบอนุกรม: การเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ DC Ud หรือการเปลี่ยนความถี่ทริกเกอร์ไทริสเตอร์ นั่นคือการเปลี่ยน cos ตัวประกอบกำลังโหลด
โหมดควบคุมพลังงานของอินเวอร์เตอร์แบบขนานสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ DC Ud เท่านั้น และการเปลี่ยน cos phi จะเพิ่มแรงดันเอาต์พุตและกำลังของอินเวอร์เตอร์ด้วย แต่ช่วงการปรับที่อนุญาตนั้นน้อยมาก
(6) ในตัวแปลงของอินเวอร์เตอร์แบบอนุกรม ไทริสเตอร์จะปิดโดยอัตโนมัติ ก่อนที่จะปิด กระแสไฟฟ้าจะค่อยๆ ลดลงเป็นศูนย์ ดังนั้นเวลาในการปิดจึงสั้นและการสูญเสียมีน้อย ในระหว่างช่วงสับเปลี่ยน ไทริสเตอร์มีเวลาปิดนานขึ้น (t+t -)
ในตัวแปลงอินเวอร์เตอร์แบบขนาน ไทริสเตอร์จะถูกบังคับให้ปิดระหว่างการทำงานเต็มกระแส หลังจากที่กระแสถูกบังคับให้ลดลงเหลือศูนย์ จำเป็นต้องใช้ระยะเวลาของแรงดันย้อนกลับ ดังนั้นเวลาปิดจึงนานขึ้น ในทางตรงกันข้าม ซีรีส์อินเวอร์เตอร์เหมาะสำหรับอุปกรณ์ทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำที่มีความถี่ในการทำงานสูงกว่า
(7) ไทริสเตอร์ของอินเวอร์เตอร์ซีรีส์จำเป็นต้องทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า เมื่อใช้กริดไฟฟ้า 380V สำหรับแหล่งจ่ายไฟ ควรใช้ไทริสเตอร์ 1200V อย่างไรก็ตาม กระแสทั้งหมดในวงจรโหลด รวมถึงส่วนประกอบพลังงานที่ใช้งานและปฏิกิริยา ควรไหลผ่านไทริสเตอร์ หากไทริสเตอร์ของอินเวอร์เตอร์สูญเสียพัลส์ มันจะหยุดการสั่นเท่านั้นและจะไม่ทำให้อินเวอร์เตอร์พลิกคว่ำ
ประตูคริสตัลของอินเวอร์เตอร์แบบขนานต้องทนต่อไฟฟ้าแรงสูง และค่าของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามการเพิ่มขึ้นของมุมตัวประกอบกำลัง อย่างไรก็ตาม ตัวโหลดเองจะก่อให้เกิดกระแสวนที่สั่น เฉพาะกระแสที่ใช้งานเท่านั้นที่ไหลผ่านไทริสเตอร์ของอินเวอร์เตอร์ และเมื่อไทริสเตอร์ของอินเวอร์เตอร์สูญเสียพัลส์ทริกเกอร์เป็นครั้งคราว ก็ยังสามารถรักษาการสั่นและทำงานค่อนข้างเสถียร
(8) อินเวอร์เตอร์ซีรีส์สามารถ-ตื่นเต้นในตัวเองหรือ-ตื่นเต้นในตัวเองได้ กำลังเอาท์พุตสามารถปรับได้โดยการเปลี่ยนความถี่พัลส์ทริกเกอร์ของอินเวอร์เตอร์ อินเวอร์เตอร์แบบขนานสามารถทำงานได้เฉพาะในสภาวะตื่นเต้นในตัวเองเท่านั้น
(9) ในอินเวอร์เตอร์แบบอนุกรม พัลส์ทริกเกอร์ของไทริสเตอร์จะไม่สมมาตร และไม่นำกระแสส่วนประกอบ DC เข้ามาส่งผลต่อการทำงานปกติ อย่างไรก็ตาม ในอินเวอร์เตอร์แบบขนาน พัลส์ทริกเกอร์ของไทริสเตอร์อินเวอร์เตอร์จะไม่สมมาตร ซึ่งสามารถนำกระแสส่วนประกอบ DC และทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้
(10) ตัวแปลงความถี่ซีรีย์นั้นง่ายต่อการสตาร์ทและเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานที่เริ่มต้นบ่อยครั้ง อินเวอร์เตอร์แบบขนานจำเป็นต้องมีวงจรสตาร์ทเพิ่มเติม ซึ่งสตาร์ทได้ยาก
(11) เนื่องจากแรงดันคลื่นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่เกิดจากไทริสเตอร์ในอินเวอร์เตอร์แบบอนุกรม ค่า du/dt จึงมีค่อนข้างมาก และวงจรการดูดกลืนแสงมีบทบาทสำคัญ ในขณะที่ข้อกำหนด di/dt ค่อนข้างต่ำ ในอินเวอร์เตอร์แบบขนาน กระแสที่ไหลผ่านไทริสเตอร์ของอินเวอร์เตอร์จะเป็นคลื่นสี่เหลี่ยม ดังนั้น di/dt ที่ใหญ่กว่าและ du/dt ที่ต่ำกว่าจึงเป็นสิ่งจำเป็น
(12) เมื่อระยะห่างระหว่างขดลวดความร้อนเหนี่ยวนำของอินเวอร์เตอร์ซีรีส์และกำลังอินเวอร์เตอร์ (รวมถึงตัวเก็บประจุช่องสัญญาณ) อยู่ไกล ผลกระทบต่อกำลังขับจะมีน้อย หากใช้สายโคแอกเชียลหรือวางสายเกลียวให้ใกล้ที่สุด (ควรบิดเข้าหากันจะดีกว่า) ผลที่ได้ก็ไม่มีนัยสำคัญ สำหรับอินเวอร์เตอร์แบบขนาน ควรวางคอยล์ทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำให้ใกล้กับแหล่งพลังงานมากที่สุด (โดยเฉพาะตัวเก็บประจุแบบช่องสัญญาณ) มิฉะนั้นจะลดกำลังขับและประสิทธิภาพลงอย่างมาก
(13) แรงดันไฟฟ้าบนขดลวดเหนี่ยวนำของอินเวอร์เตอร์ซีรีส์และแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุช่องว่างมีค่า Q คูณด้วยแรงดันเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ และกระแสที่ไหลผ่านขดลวดเหนี่ยวนำจะเท่ากับกระแสเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์
แรงดันไฟฟ้าบนขดลวดเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุช่องว่างของอินเวอร์เตอร์แบบขนานเท่ากับแรงดันเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ และกระแสที่ไหลผ่านคือ Q คูณกระแสเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์
โดยสรุป อินเวอร์เตอร์แบบขนานและอินเวอร์เตอร์แบบอนุกรม (มักเรียกว่าแหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์แบบขนานหรือแบบอนุกรม) มีลักษณะทางเทคนิคและสาขาการใช้งานเป็นของตัวเอง จากมุมมองของการใช้งานด้านความร้อนทางอุตสาหกรรม อินเวอร์เตอร์แบบขนานถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการถลุง ฉนวน การถ่ายเทความร้อน การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ และด้านอื่นๆ โดยมีช่วงพลังงานตั้งแต่หลายกิโลวัตต์ไปจนถึงหลายหมื่นกิโลวัตต์ อินเวอร์เตอร์ซีรีส์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในฉนวนและค่า Q สูงและการใช้งานการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำความถี่สูง-ในการถลุงแร่ 1 ถึง 2 เตา โดยมีช่วงกำลังตั้งแต่หลายกิโลวัตต์ไปจนถึงหลายพันกิโลวัตต์ ปัจจุบัน มากกว่า 90% ของแหล่งจ่ายไฟความถี่แปรผันที่ใช้ในภาคอุตสาหกรรมของจีนเป็นแหล่งจ่ายไฟความถี่แปรผันแบบขนาน