變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置由變頻控制單元、勵(lì)磁變壓器、電抗器、電容分壓器、補(bǔ)償電容器組成。通過(guò)改變電抗器的串并聯(lián)來(lái)適用于不同的場(chǎng)合。變頻串聯(lián)諧振是通過(guò)勵(lì)磁變壓器，電抗器形成串聯(lián)回路(L)，然后與被試品(C)并聯(lián)形成諧振電路，通過(guò)調(diào)節(jié)試驗(yàn)電源的頻率使回路電感L與試品電容C產(chǎn)生諧振，從而獲取高電壓。

  變頻串聯(lián)諧振裝置廣泛應(yīng)用于電力、鐵路電氣化、鋼鐵、機(jī)械、冶金、石油、化工等行業(yè)，適用于高電壓、大容量的容性試品的交流耐壓試驗(yàn)。變頻串聯(lián)諧振電路原理及產(chǎn)生條件優(yōu)勢(shì)如下：

  1、串聯(lián)諧振電路：在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中，電路兩端的電壓與其中電流相位一般是不同的。如果調(diào)節(jié)電路元件(L或C)的參數(shù)或電源頻率，可以使它們相位相同，整個(gè)電路呈現(xiàn)為純電阻性。電路達(dá)到這種狀態(tài)稱之為諧振。在諧振狀態(tài)下，電路的總阻抗達(dá)到極值或近似達(dá)到極值。研究諧振的目的就是要認(rèn)識(shí)這種客觀現(xiàn)象，并在科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)上充分利用諧振的特征，同時(shí)又要預(yù)防它所產(chǎn)生的危害。按電路聯(lián)接的不同，有串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩種。

  2、并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振產(chǎn)生的條件：在電阻、電容、電感串聯(lián)電路中，出現(xiàn)電源、電壓、電流同相位現(xiàn)象，叫做串聯(lián)諧振，其特點(diǎn)是：電路呈純電阻性，電源、電壓和電流同相位，電抗X等于0，阻抗Z等于電阻R，此時(shí)電路的阻抗最小，電流最大，在電感和電容上可能產(chǎn)生比電源電壓大很多倍的高電壓，因此串聯(lián)諧振也稱電壓諧振，諧振電壓與原電壓疊加。

  并聯(lián)諧振：在電阻、電容、電感并聯(lián)電路中，出現(xiàn)電路端電壓和總電流同相位的現(xiàn)象，叫做并聯(lián)諧振，其特點(diǎn)是：并聯(lián)諧振是一種完全的補(bǔ)償，電源無(wú)需提供無(wú)功功率，只提供電阻所需要的有功功率，諧振時(shí)，電路的總電流最小，而支路電流往往大于電路中的總電流，因此，并聯(lián)諧振也叫電流諧振。

  3、串聯(lián)諧振回路及諧振回路的作用：串聯(lián)諧振于某一頻率的電路。常用的有LC，RC，變壓器耦合和晶體振蕩器等。震蕩器的原理很簡(jiǎn)單，就是正反饋原理，LC決定震蕩的頻率，普通晶體震蕩器的晶體可以等效一個(gè)Q值很高的電感，利用電容的充放電產(chǎn)生震蕩。在逆變器電路中多用RC組成的多諧振蕩器。也有用變壓器反饋式的自激振蕩回路。

  串聯(lián)諧回路產(chǎn)生諧振時(shí)的電壓波形，當(dāng)電壓方波作用于LC 串聯(lián)回路時(shí)，方波的前后沿都會(huì)對(duì)LC 串聯(lián)回路產(chǎn)生激勵(lì)(即接收能量)，每次激勵(lì)過(guò)后又會(huì)產(chǎn)生阻尼振蕩(即損耗能量)，當(dāng)輸入電壓波形的上升率dv/dt 值大于諧振回路波形(正弦波)的上升率時(shí)，電路就會(huì)產(chǎn)生激勵(lì);當(dāng)輸入電壓波形的上升率dv/dt值小于諧振回路波形的上升率時(shí)，電路就會(huì)產(chǎn)生阻尼。

  4、變頻串聯(lián)諧振模式：串聯(lián)諧振分為DCM和CCM兩種模式。一般都選擇DCM模式，即選擇。串聯(lián)諧振的好處在于可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電流關(guān)斷，這是唯一一種能實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷的拓樸，是真正意義上的軟關(guān)斷，無(wú)關(guān)斷損耗。這對(duì)于IGBT來(lái)說(shuō)有很大好處，可以不用去考慮IGBT的關(guān)斷拖尾帶來(lái)的關(guān)斷損耗。單個(gè)串聯(lián)諧振電源可以采用PFM方式，這種方式實(shí)現(xiàn)2kW以內(nèi);也可以使用初級(jí)兩組件并聯(lián)移相方案，可以實(shí)現(xiàn)幾十千瓦功率輸出的高壓電源，串聯(lián)諧振的缺點(diǎn)是電流峰值太大，使開(kāi)關(guān)管承受較大壓力，不利于電源的小型化。

  并聯(lián)諧振與串聯(lián)諧振相比最大優(yōu)勢(shì)是峰值電流較小。同時(shí)在短路情況下，整個(gè)回路就是對(duì)電感充放電，電流波形為三角波，因此可以在短路情況下很容易算出電感的值，再通過(guò)電感計(jì)算出電容的值，而且誤差很小，對(duì)于設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)這是至關(guān)重要的。并聯(lián)諧振工作在CCM區(qū)，電流波形基本上是正弦。開(kāi)關(guān)管是硬關(guān)斷，零電壓零電流開(kāi)啟，沒(méi)有開(kāi)啟損耗。對(duì)于關(guān)斷損耗，可以在開(kāi)關(guān)管DS(CE)兩端并聯(lián)電容，使電流與電壓的交匯點(diǎn)變低，減小關(guān)斷損耗。