LC串聯電路之阻抗特性
以交流電路頻率響應來分析LC串聯電路,整個阻抗圖區分為兩大區塊,假設串聯共振頻率為fo, 低於fo之阻抗呈現電容性,高於fo之阻抗則是電感性,以諧波電流的分流原則,當諧波面對電源阻抗(電感性)與LC串聯電路分支(可能是電容性或是電感性),會產生不同的效果,如果LC電路呈現電感性,那麼諧波會被分流;如果LC電路呈現電容性,則產生諧波放大的不良後果,說明如下:
第三節已經說明電感性與電容性的分界是共振點,因此正確的估算共振點相當重要,電路學計算共振頻率的方法,經常採用下式:
串聯電抗器究竟是採用6%好呢! 還是7%比較好,各家廠商各說各話,其實串聯電抗器 6%、7% 都是可用的選項,至於選擇6%、7%電抗器,必須慎重考慮應用場所的諧波電流含量,第三節已說明了電容性會放大諧波電流,電容性區域對諧波電流而言是一個不 穩定區,縮小電容性這個不穩定區達到可能產生諧波的範圍以外,就是最好的選擇,例 如: 僅安裝電容器(不串聯任何電抗),全部頻率範圍都是電容性不穩定區。如果串聯6% 電抗器,則小於4.08次的範圍都是不穩定區,以三相整流電路而言,一般皆稱為6脈波整流器,所產生的諧波電流最低次是5次諧波,串聯6%電抗器時,5次諧波已經處於電感性,乃屬於安定區,所以串聯6%電抗器大量地應用在工廠之中,也是安全的設計。 是否串聯6%電抗器就可以高枕無憂? 那可不一定喔! 假設應用場所使用單相整流設 備,或是測量諧波頻譜發現有4次諧波,這時候的6%電抗器會造成放大4次諧波電流, 因為4次諧波落在電容性不穩定區,而且是略低於4.08次,可能引起更加危險的並聯共振,並聯共振很容易造成電容器損壞,應該要極力避免。
串聯電抗器6%或7%適合用在絕大部分的場所,此兩種設計的差別並不大,比較表如下列,只有在4次諧波電流存在系統時,應該選擇7%電抗器比較適合而且安全。