并联谐振电路仿真分析

描述

继续隔离,继续学习,仿真一下并联谐振电路,如下:

1、XMM1测量交流电流。

2、XMM2测量交流电压。

3、XCP1、XCP2、XCP3、XCP4测量各路电流,电流转换成电压mV/mA。

4、XFG1信号发生器,输出正弦波,频率幅值都可调。

5、XSC1四个通道分别测量四个电流探针电压。

谐振电路

并谐振频率计算公式和串联谐振一致,如下:

谐振电路

1、电路参数:

L1= 1mH

C1= 100nF

R2 = 可调电阻调整到30R

2、首先观察谐振状态现象:

根据以上公式计算此电路谐振频率f=15924Hz。配置信号发生器为正弦波,频率15924Hz,振幅为2V,也就是输出有效值是1.414V。仿真数据如下:

1)L和C流过的电流大小相等,方向相反,见图中黄色和绿色波形。

2)流过R的电流和总电流大小一致,相位相同。也就是说谐振时电路呈现纯电阻特性,就像“L和C不存在一样”。

3)电流约47mA,几乎等于1.414V/30R,间接说明了纯电阻特性。

谐振电路

3、调整R2电阻观察现象:

1)R2调整到15欧姆,L和C电流没有变化。流过R的电流和总电流大小一致,相位相同。总电流等于1.414V/15R,因为R减小,所以总电流和R电流都增大,总电流和R电流依然保持一致,因此还是在谐振状态,纯电阻特性。

谐振电路

1)R2调整到60欧姆,L和C电流没有变化。流过R的电流和总电流大小一致,相位相同。总电流等于1.414V/60R,因为R增大,所以总电流和R电流都减小,总电流和R电流依然保持一致,因此还是在谐振状态,纯电阻特性。

谐振电路

4、尝试更改频率,观察现象。

1)调整输出频率为10KHz,频率减小后容抗增大,感抗减小,电路呈现感性,感性负载电压超前电流,波形如下,电感电流幅值大。R支路是纯电阻支路,R电流和输入电压同相位,所以R电流超前总电流。

谐振电路

2)调整输出频率为30KHz,频率增大后容抗减小,感抗增大,电路呈现容性,容性负载电流超前电压,波形如下,电容电流幅值大。R支路是纯电阻支路,R电流和输入电压同相位,所以R电流滞后总电流。

谐振电路

5、并联谐振总结

和非谐振状态相比,谐振状态阻抗是最大的,电流是最小的,电路呈现纯电阻特性,谐振时电流和电压同相位。RLC三者并联,电压保持一致,LC之间电流振荡,因此并联谐振又叫电流谐振。

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