电路中的铁磁谐振

1907年，法国工程师Joseph Bethenot发表了一篇《论变压器中的共振》（Sur le Transformateur?Résonance）一文，首次引起人们对铁磁共振现象的关注。

13 年后，法国工程师兼电气工程教师 Paul Bouchereau 在他 1920 年发表的题为“两种铁磁谐振机制的存在”(Öxistence de Deux Régimes en Ferroresonance) 的文章中直接引入了“铁磁谐振”一词。 Bouchereau分析了铁磁谐振现象，表明在由电容器、电阻器和非线性电感器组成的电路中存在两个稳定的谐振频率。

因此，铁磁谐振现象与电路电路中电感元件的非线性有关...... 电路中可能发生的非线性谐振称为铁磁谐振，它的发生必须电路包含非线性电感和普通电容。

显然，铁磁谐振绝对不是线性电路所固有的。如果电路中的电感是线性的，而电容是非线性的，那么就有可能出现类似铁磁谐振的现象。铁磁谐振的主要特征是电路的特征在于这种非线性谐振的不同模式，具体取决于干扰的类型。

电感怎么可能是非线性的？主要是因为 磁路 该元件由对磁场作出非线性反应的材料制成。通常磁芯由铁磁体或亚铁磁体制成，当 Paul Bouchereau 引入“铁磁共振”一词时，亚铁磁理论尚未完全形成，所有此类材料都称为铁磁体，因此出现了“铁磁共振”一词来表示具有非线性电感的电路中的谐振现象。

铁磁谐振与饱和电感谐振... 在传统的谐振电路中，容性和感性电阻总是彼此相等，发生过电压或过电流的唯一条件是振荡与谐振频率匹配，这只是一种稳态且易于预防，通过连续监测频率或引入有源电阻。

铁磁共振的情况不同。电感电阻与铁芯中的磁通密度有关，例如在变压器的铁芯中，根据饱和曲线的情况，基本上可以得到两种感抗：线性感抗和饱和感抗.

因此，铁磁谐振，就像 RLC 电路中的谐振一样，可以分为两种主要类型：电流铁磁谐振和电压铁磁谐振......当串联电感和电容时，存在电压铁磁谐振的趋势，并联连接，对于电流的铁磁共振。如果电路是高度分支的，有复杂的连接，那么在这种情况下无法确定其中是否会有电流或电压。

铁磁共振模式可以是基本的、次谐波的、准周期的或混沌的……在基波模式下，电流和电压的波动与系统的频率相对应；在次谐波模式下，电流和电压的频率较低，基波频率为谐波。准周期和混沌模式很少见。系统中出现的铁磁谐振模式类型取决于系统参数和初始条件。

在三相网络的正常工作条件下，铁磁谐振是不太可能的，因为构成网络的元件的电容会因电源输入网络的电感而降低。

在中性点不接地的网络中，铁磁谐振更可能发生在不完全相位模式中。中性点的隔离导致网络相对于大地的电容与电源变压器串联，这样的条件有利于铁磁谐振。这种有利于铁磁共振的不完整相位模式发生在例如其中一个相位断开、存在不完整的相位包含或不对称短路时。

突然出现在电网中的铁磁谐振是有害的，它会导致设备损坏。最危险的是铁磁共振的基模，当它的频率与系统的基频重合时。频率为基频 1/5 和 1/3 的次谐波铁磁谐振危险性较小，因为电流较小。因此，电网和其他电力系统中的大量故障恰恰与铁磁谐振有关，尽管乍一看原因似乎并不明确。

中断，连接，瞬变， 闪电浪涌 会引起铁磁共振。网络运行模式的改变或外部影响或事故可能会引发铁磁谐振模式，尽管这可能在很长一段时间内都不会被注意到。

电压互感器的损坏通常是由铁磁共振引起的，铁磁共振会由于电流超过所有可能的限制而导致破坏性的过热。为了防止与过热有关的此类问题，采取了与谐振电路中有源损耗的永久或暂时增加相关的技术措施，从而最大限度地减少了谐振效应。这种技术措施包括，例如，变压器的磁路部分由厚钢板制成。