变频串联谐振变压器广泛用于电缆，电容器、发电机等具有大电容的电力设备的交流试验。原理是通过调节铁心磁路的气隙长度，得到连续变化的电感L，使其与被试品对地电容C发生谐振。本文以一台150kVA试验装置为模型，阐述高压谐振变压器的原理与有关参数的计算。为上海来扬研制开发，功能全，深受广大用户喜爱
2. 变频串联谐振变压器原理
2.1 结构特征：谐振变压器的铁心可以做成两种不同的结构：壳式和心式。心式铁心变压器在一系列主要指标方面不如壳式铁心变压器，其重量和外型尺寸较大，调节气隙的传动机构比较复杂。为此，我们研制的试验装置采用壳式结构，谐振变压器绕组套装在可移动的中心柱外面。
2.2 特性曲线：，在不同气隙长度δ下，谐振变压器的伏安特性具有良好的线性关系，其电感L与变压器上的电压值无关。因而这种谐振变压器在用于交流谐振试验时，可先在低压条件下进行调谐（通过传动机构改变动铁心与下轭铁心之间的气隙长度），当调谐到谐振时，再升高试验电压，系统调谐非常方便。
2.3 变频串联谐振变压器回路电感L与铁心气隙长度δ的关系：气隙可调谐振变压器，无论是串联型还是并联型，都是通过调节铁心气隙长度，改变回路电感量L，使谐振变压器发生谐振。这就是对于具有一定对地电容的被试器，通过改变铁心气隙长度使谐振变压器发生谐振的机理。但是需要注意的是气隙长度不可过大，过大会使已建立的谐振条件遭到破坏。
2.4 变频串联谐振变压器调谐原理：
（1）串联调谐：当对谐振变压器施加US=220V，f=50Hz的工频电压后，通过手动或自动调节，使即ωL=1/ωC即XL=XC时，回路发生串联谐振，这里回路电流IS大=Us/(RL+RC)因为RC>>RL，则有Is≈US/Rc （1）被试品上的电压UC和调谐电抗器上的电压UL分别为： Uc=(1/ωc)Is=XcIs
UL=ωLIs=XLIs当调谐到谐振时Uc=UL=ω0LIs=(ω0L/Rc)Us （2）式（2）中比值ω0L/Rc=(根号L/C的2次方)/Rc=Q （3）ω0为谐振角频率Q称为串联谐振回路的品质因数。因为(根号L/C的2次方）>>RC，所以Q>>1。从而得出电源容量Ps=UsIs=(Uc/Q)Is=Pc/Q （4）由式（4）可知，当谐振变压器调谐到谐振时，电源电压和容量均为被试品对应电压和容量的1/Q。所以与一般试验变压器相比，谐振变压器具有重量轻、体积小的优点。
（2）当RL≤ωL，Rc≤1/ωc时，并联谐振的谐振频率fo为：并联回路的品质因数Q为： Q=(ω0L)/(RL+Rc)=1(RL+Rc)ω0C (6)式中RL、RC——电感、电容的等效串联电阻（Ω） L——调谐电抗器电感（H） C——试品对地电容（F）当向并联谐振变压器施加50Hz交流电压时，随着电压的升高，回路中将产生强迫振荡。当回路的振荡频率等于外施电源频率时，回路的阻抗大（且呈纯电阻性），因而回路电流小，但L和C上的电流IL和IC都是回路电流I的Q倍，即IL=IC=QI。
3 变频串联谐振变压器主要参数的计算
3.1 电感L的计算：
(1)漏感LS的计算Ls=[(4πN 2 Ss×10
-9)/Ls](H) (7)式中SS——漏磁通等值截面积（cm2） lS——漏磁通等值长度（cm）N——绕组匝数
（2）主电感LO的计算L0=[(4πN 2 Ss×10 -9)/δ](H)
(8)式中δ——气隙长度（cm）Sδ——间隙磁路等值截面积（cm2）（3）总电感L的计算L=Ls+L0=[[(4πN 2 Ss×10
-9)/Ls](H) Ss×10 -9)/Ls]+[(4πN 2 Ss×10 -9)/δ] =[(4πN 2(Ss/Ls+Sδ/δ)×10 -9 (H)
(9)
3.2 铁心尺寸的计算：
（1）阶梯型铁心外接园直径D=K(根号的4次方)（cm) (10)式中S——铁心单柱容量（kVA） K——比例系数，4.5～5.5（选用冷轧硅钢片时取小值）
（2）铁心有效截面积SGSG=(πD2/4)KyKd (11)式中Ky=0.9——铁心级数利用系数Kd=0.93——铁心叠片系数3.3 绕组匝数的计算(12)式中N1——一次线圈匝数U1——一次线圈电压（电源电压），可取220V或380V，f——电源频率，为50Hz B——铁心磁通密度，（1.5～1.8）×104Gs，二次线圈匝数N2的求法同上，只需将式中U1以二次线圈电压代换即可。
3.4小气隙δmin和大气隙δmax的计算：
（1）δmin的计算：式中KL——电感调节系数，6.5～7.0
（2）δmax的计算δmax≈KδKLKδmin (14)式中Kδ=2.2～2.5，谐振变压器的其它参数与普通电抗器的计算类似。
4.
150kVA谐振试验变压器的设计
