במעגל סדרה של נגדים, קבלים ומשרנים, התופעה של הספק, מתח, זרם ופאזה נקראתתהודה של סדרה. המאפיינים שלו הם: מעגל התנגדות טהור, שבו להספק, למתח ולזרם יש פאזות, התגובה X שווה לאפס, עכבה Z שווה להתנגדות R, והעכבה המינימלית, הזרם, השראות המקסימלית והקיבול של המעגל עשויים ליצור מתחים גדולים פי כמה ממתח אספקת החשמל והמתח הגבוה. לכן, תהודה סדרתית ידועה גם בתור תהודה מתח.
מתח התהודה מונח על המתח המקורי, ותהודה מקבילה: במעגל מקביל, נגדים, קבלים ומשרנים מציגים תופעת פאזה בין המתח לזרם הכולל של המעגל, הנקראת תהודה מקבילה. המאפיין שלו הוא שתהודה מקבילה היא שיטה מתוגמלת במלואה שאינה דורשת הספק תגובתי, אלא מספקת רק את ההספק הנדרש על ידי נגד הכוח הפעיל, מייצרת תהודה כדי למזער את סך הזרם של המעגל, וזרם הענף גדול בדרך כלל מסך הזרם במעגל. לכן, תהודה מקבילה ידועה גם בתור תהודה נוכחית.
מאפיינים והבדלים ביניהם תהודה של סדרה ותהודה מקבילה:
1. ניתן לחלק את מצב תהודה העומס לשני סוגים: מהפך מקביל ומהפך סדרתי. המאפיינים הטכניים העיקריים וההבדלים בין מהפך סדרתי למהפך מקביל הם כדלקמן:
ההבדל בין ממירי סדרה לממירים מקבילים טמון במעגלי התנודה השונים שבהם הם משתמשים, כשהראשון בסדרה עם L, R ו-C והאחרון במקביל ל-L, R ו-C.
(1) למעגל העומס של מהפך הסדרה יש עכבה נמוכה לאספקת החשמל וצריך להיות מופעל על ידי מקור מתח. לכן, יש לחבר את מסוף אספקת החשמל DC המתוקן והמסונן לקבל סינון גדול. כאשר המהפך מתקלקל, יש זרם נחשול גדול, המקשה על ההגנה.
מעגל העומס של מהפך מקביל מציג עכבה גבוהה לספק הכוח ודורש מקור זרם כדי לספק אותו. עם זאת, במקרה של כשל במהפך, הזרם יוגבל על ידי תגובתיות גבוהה, בעלת השפעה קטנה וקל להגן עליה.
(2) מתח הכניסה של מהפך סדרתי הוא קבוע, ומתח המוצא הוא גל מלבני. זרם המוצא הוא גל סינוס בקירוב, והממיר תמיד מוביל את מתח הזווית לאחר שזרם התיריסטור הוא אפס.
זרם הכניסה של מהפך מקביל הוא קבוע, מתח המוצא הוא בקירוב גל סינוס, וזרם המוצא הוא גל מלבני. לפני שמתח הקבל התהודה חוצה את האפס, זרם העומס של הממיר נמצא תמיד לפני זווית המתח. במילים אחרות, שניהם פועלים תחת עומסים קיבוליים.
(3) מהפך סדרתי הוא מקור מתח קבוע. כדי למנוע הולכה בו-זמנית של תיריסטורים על זרועות הגשר העליונות והתחתונות של המהפך, שעלולה לגרום לקצר חשמלי באספקת החשמל של המהפך, יש צורך לוודא שהוא כבוי תחילה ולאחר מכן מופעל. כלומר, יש לכבות את כל התיריסטורים (מכשירי חשמל אחרים) למשך פרק זמן (t). השראות תועה, המתייחסת לפוטנציאל המושרה הנוצר מההשראות ממסוף ה-DC לכובל הציוד, עלולה לפגוע בציוד, ולכן יש צורך לבחור מעגל קליטת מתח נחשול מתאים לציוד. בנוסף, כדי להבטיח שזרם העומס רציף והתיריסטור אינו מושפע מהמתח הגבוה על קבל הממיר במהלך תקופת כיבוי התיריסטור, חייבת להיות דיודה מהירה אנטי מקבילה בשני קצוות התיריסטור.
מהפך מקביל הוא ספק כוח מקור זרם קבוע. על מנת להימנע מהפוטנציאל המושרה הגדול שנוצר על ידי תגובת המסנן Ld, הזרם חייב להיות רציף. במילים אחרות, יש צורך להבטיח שהתיריסטורים בזרועות הגשר העליונות והתחתונות של המהפך יופעלו ואז יכבו תחילה במהלך תקופת הממיר, כלומר, כל התיריסטורים נמצאים במצב מוליך במהלך תקופת הממיר (t). בשלב זה, למרות שזרוע גשר המהפך מחוברת ישירות, Ld גדול מספיק כדי לא לגרום לקצר בספק המתח DC. עם זאת, זמן המעבר ארוך יקטין את יעילות המערכת, ולכן יש צורך לקצר את ה-t-גמא, כלומר להפחית את הערך של Lk.
(4) תדר ההפעלה של המהפך הסדרתי חייב להיות נמוך מתדירות התנודה הטבעית של מעגל העומס, כלומר, כדי להבטיח זמן מתאים. אחרת, עקב החיבור הישיר בין החלק העליון והתחתון, המהפך יתקלקל. זרוע הגשר של המהפך.
תדר הפעולה של מהפך מקביל חייב להיות מעט גבוה יותר מתדירות התנודה הטבעית של מעגל העומס כדי להבטיח זמן מתח הפוך מתאים t, אחרת זה יגרום לתקלות בממיר התיריסטור. עם זאת, אם הוא גבוה מדי, המתח ההפוך של התיריסטור במהלך הממיר יהיה גבוה מדי, מה שאסור.
(5) ישנן שתי שיטות ויסות הספק עבור ממירי סדרה: שינוי מתח אספקת החשמל DC Ud או שינוי תדר ההדק של התיריסטור, כלומר, שינוי מקדם הספק העומס cos.
מצב ויסות ההספק של ממירים מקבילים יכול לשנות רק את מתח אספקת החשמל DC Ud, ושינוי cos phi יגדיל גם את מתח המוצא וההספק של המהפך, אך טווח ההתאמה המותר קטן מאוד.
(6) בממיר של מהפך הסדרה, התיריסטור נכבה באופן טבעי. לפני הכיבוי, הזרם יורד בהדרגה לאפס, כך שזמן הכיבוי קצר וההפסד קטן. במהלך תקופת הקומוטציה, לתיריסטור זמן כיבוי ארוך יותר (t+t -).
בממיר של מהפך מקביל, התיריסטור נאלץ לכבות במהלך פעולת זרם מלא. לאחר שהזרם נאלץ לרדת לאפס, נדרש פרק זמן של זמן מתח הפוך, כך שזמן הכיבוי ארוך יותר. לעומת זאת, ממירי סדרה מתאימים יותר לציוד חימום אינדוקציה עם תדרי פעולה גבוהים יותר.
(7) התיריסטורים של מהפך הסדרה צריכים לעמוד במתחים נמוכים יותר. בעת שימוש ברשת חשמל 380V לאספקת חשמל, יש להשתמש בתיריסטורים של 1200V. עם זאת, כל הזרמים במעגל העומס, כולל רכיבי כוח פעילים ותגובתיים, צריכים לזרום דרך התיריסטור. אם תיריסטור המהפך מאבד את הדופק, הוא רק יעצור את התנודה ולא יגרום להתהפכות המהפך.
שער הקריסטל של מהפך מקבילי צריך לעמוד במתח גבוה, וערכו עולה במהירות עם עליית גורם ההספק זווית. עם זאת, העומס עצמו יהווה לולאת זרם מתנודדת. רק זרם פעיל זורם דרך תיריסטור המהפך, וכאשר תיריסטור המהפך מאבד מדי פעם את דופק ההדק, הוא עדיין יכול לשמור על תנודה ולעבוד באופן יציב יחסית.
(8) ממירי סדרה יכולים להיות -מתרגשים בעצמם או -מתרגשים בעצמם. ניתן לכוונן את הספק המוצא על ידי שינוי תדר דופק ההדק של המהפך. ממירים מקבילים יכולים לפעול רק במצב מעורר עצמי.
(9) במהפך סדרתי, דופק ההדק של התיריסטור אינו סימטרי ואינו מכניס זרם של רכיב DC כדי להשפיע על פעולה תקינה. עם זאת, בממירים מקבילים, דופק ההפעלה של תיריסטור המהפך הוא אסימטרי, מה שעלול להכניס זרם של רכיב DC ולגרום לתקלות.
(10) ממיר התדרים הסדרתי קל להפעלה ומתאים לסביבות עבודה התחלה תכופות; ממירים מקבילים דורשים מעגלי התנעה נוספים, שקשה להתניע.
(11) בשל מתח הגל המלבני שנושאים התיריסטורים במהפך הסדרתי, ערך ה-du/dt גדול יחסית, ומעגל הקליטה ממלא תפקיד מפתח, בעוד שדרישת ה-di/dt נמוכה יחסית. בממירים מקבילים, הזרם הזורם דרך תיריסטורי המהפך הוא גל מלבני, ולכן נדרשים di/dt גדול יותר ו-du/dt נמוך יותר.
(12) כאשר המרחק בין סליל חימום האינדוקציה של מהפך הסדרה לבין הספק המהפך (כולל קבלי ערוץ) הוא רחוק, ההשפעה על הספק המוצא קטנה. אם משתמשים בכבלים קואקסיאליים או שהחוטים הספירליים ממוקמים קרוב ככל האפשר (טוב יותר מסובבים יחד), ההשפעה אינה משמעותית. עבור ממירים מקבילים, יש למקם את סליל החימום באינדוקציה קרוב ככל האפשר למקור הכוח (במיוחד לקבל הערוץ), אחרת זה יפחית מאוד את תפוקת ההספק והיעילות.
(13) המתח על סליל האינדוקציה של מהפך הסדרה והמתח על קבל הפער הם שניהם Q כפול מתח המוצא של המהפך, והזרם הזורם דרך סליל האינדוקציה שווה לזרם המוצא של המהפך.
המתח על סליל האינדוקציה וקבל הפער של מהפך מקביל שווה למתח המוצא של המהפך, והזרם הזורם דרכם הוא Q כפול זרם המוצא של המהפך.
לסיכום, לממירים מקבילים וממירי סדרה (המכונה בדרך כלל ספקי כוח מממירים מקבילים או סדרתיים) יש מאפיינים טכניים ותחומי יישום משלהם. מנקודת המבט של יישומי חימום תעשייתיים, ממירים מקבילים נמצאים בשימוש נרחב בהתכה, בידוד, העברת חום, חימום אינדוקציה ותחומים אחרים, עם טווח הספקים ממספר קילוואט עד עשרות אלפי קילוואט. ממירי סדרה נמצאים בשימוש נרחב ביישומי בידוד וערך Q גבוה ובתדר גבוה-תדר גבוה בהתכה, תנורים אחד עד שניים, עם טווח הספק של כמה קילוואט עד כמה אלפי קילוואט. נכון לעכשיו, יותר מ-90% מספקי הכוח בתדר משתנה המשמשים במגזר התעשייתי של סין הם ספקי כוח בתדר משתנה מקביל.