電路中的鐵磁諧振

1907年，法國工程師Joseph Bethenot發表了一篇《論變壓器中的共振》（Sur le Transformateur?Résonance）一文，首次引起人們對鐵磁共振現象的關注。

13 年後，法國工程師兼電氣工程教師 Paul Bouchereau 在他 1920 年發表的題為“兩種鐵磁諧振機制的存在”(Öxistence de Deux Régimes en Ferroresonance) 的文章中直接引入了“鐵磁諧振”一詞。 Bouchereau分析了鐵磁諧振現象，表明在由電容器、電阻器和非線性電感器組成的電路中存在兩個穩定的諧振頻率。

因此，鐵磁諧振現象與電路電路中電​​感元件的非線性有關...... 電路中可能發生的非線性諧振稱為鐵磁諧振，它的發生必須電路包含非線性電感和普通電容。

顯然，鐵磁諧振絕對不是線性電路所固有的。如果電路中的電感是線性的，而電容是非線性的，那麼就有可能出現類似鐵磁諧振的現象。鐵磁諧振的主要特徵是電路的特徵在於這種非線性諧振的不同模式，具體取決於乾擾的類型。

電感怎麼可能是非線性的？主要是因為 磁路 該元件由對磁場作出非線性反應的材料製成。通常磁芯由鐵磁體或亞鐵磁體製成，當 Paul Bouchereau 引入“鐵磁共振”一詞時，亞鐵磁理論尚未完全形成，所有此類材料都稱為鐵磁體，因此出現了“鐵磁共振”一詞來表示具有非線性電感的電路中的諧振現象。

鐵磁諧振與飽和電感諧振... 在傳統的諧振電路中，容性和感性電阻總是彼此相等，發生過電壓或過電流的唯一條件是振盪與諧振頻率匹配，這只是一種穩態且易於預防，通過連續監測頻率或引入有源電阻。

鐵磁共振的情況不同。電感電阻與鐵芯中的磁通密度有關，例如在變壓器的鐵芯中，根據飽和曲線的情況，基本上可以得到兩種感抗：線性感抗和飽和感抗.

所以鐵磁諧振，就像 RLC 電路中的諧振一樣，可以有兩種主要類型：電流鐵磁諧振和電壓鐵磁諧振......當串聯電感和電容時，存在電壓鐵磁諧振的趨勢，並聯連接，對於電流的鐵磁共振。如果電路是高度分支的，有復雜的連接，那麼在這種情況下無法確定其中是否會有電流或電壓。

鐵磁共振模式可以是基本的、次諧波的、準週期的或混沌的……在基波模式下，電流和電壓的波動與系統的頻率相對應；在次諧波模式下，電流和電壓的頻率較低，基波頻率為諧波。準週期和混沌模式很少見。系統中出現的鐵磁諧振模式類型取決於系統參數和初始條件。

在三相網絡的正常工作條件下，鐵磁諧振是不太可能的，因為組成網絡的元件的電容會被電源輸入網絡的電感降低。

在中性點不接地的網絡中，鐵磁諧振更可能發生在不完全相位模式中。中性點的隔離導致網絡相對於大地的電容與電源變壓器串聯，這樣的條件有利於鐵磁諧振。這種有利於鐵磁共振的不完整相位模式發生在例如其中一個相位斷開、存在不完整的相位包含或不對稱短路時。

突然出現在電網中的鐵磁諧振是有害的，它會導致設備損壞。最危險的是鐵磁共振的基模，當它的頻率與系統的基頻重合時。頻率為基頻 1/5 和 1/3 的次諧波鐵磁諧振危險性較小，因為電流較小。因此，電網和其他電力系統中的大量故障恰恰與鐵磁諧振有關，儘管乍一看原因似乎並不明確。

中斷，連接，瞬變， 閃電浪湧 會引起鐵磁共振。網絡運行模式的改變或外部影響或事故可能會引發鐵磁諧振模式，儘管這可能在很長一段時間內都不會被注意到。

電壓互感器的損壞通常是由鐵磁共振引起的，鐵磁共振會由於電流超過所有可能的限製而導致破壞性的過熱。為了防止與過熱有關的此類問題，採取了與諧振電路中有源損耗的永久或暫時增加相關的技術措施，從而最大限度地減少了諧振效應。這種技術措施包括，例如，變壓器的磁路部分由厚鋼板製成。