ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ПРОЦЕСИ ЗА БЕЗПОСЕРЕДНЬОГО ЗБУДЖЕННЯ ПОСЛІДОВНОГО РЕЗОНАНСНОГО КОНТУРУ ПРЯМОКУТНИМИ ІМПУЛЬСАМИ НАПРУГИ
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2019-3-1Ключові слова:
послідовний резонансний контур, прямокутні імпульси напруги, добротність активно-реактивного контуру, резонанс напругАнотація
Мета роботи. Отримання аналітичних амплітудно-часових залежностей струмів, що збуджуються і чисельних оцінок їх характеристик при безпосередньому збудженні резонансного послідовного активно-реактивного контуру періодичними серіями з прямокутних уніполярних або коливальних імпульсів напруги.
Методи дослідження. Математичний апарат теорії електричних ланцюгів в розрахунках перехідних процесів при підключенні послідовних резонансних контурів. Чисельні оцінки характеристик протікають електромагнітних процесів.
Отримані результати. Визначено амплітудно-часові форми струму в послідовному активно-реактивному контурі при його резонансному збудженні періодичними серіями з прямокутних уніполярних або коливальних імпульсів напруги з резонансною частотою їх слідування. Виконано чисельні оцінки характеристик порушуваних струмів. Відзначена дещо більша ефективність уніполярного збудження гармонічних процесів у порівнянні із збудженням осцилюючими послідовностями періодичних імпульсів напруги. Показано, що із підвищенням добротності резонансного контуру – Q внесок вищих спектральних складових незалежно від виду вхідної напруги істотно падає, та при Q >> 1 струм, що збуджується стає строго гармонічним.
Наукова новизна. Наукова новизна представленої роботи полягає в отриманні аналітичних амплітудно-часових залежностей та чисельних оцінок для струмів, що збуджуються при безпосередньому підключенні джерела ангармонічної напруги до послідовного резонансного контуру і ініційована практичними завданнями в розробках електротехнічних пристроїв, реальна дієвість яких можлива тільки в умовах, досить близьких до резонансних.
Практична цінність. Отримані вирази для струмів, що збуджуються за безпосереднього підключення джерела ангармонічної напруги до послідовного резонансного активно-реактивного контуру, і результати проведеного аналізу необхідні для проектування електротехнічних пристроїв із резонансними компонентами. Доволі перспективним у напрямку подальших досліджень є рішення задачі та аналізу процесів у системі із двох індуктивно-пов'язаних послідовних резонансних контурів, що збуджуються часовою послідовністю ангармонічних сигналів.
Посилання
[1] Pavlov, H. V., Obrubov, A. V. (2014). Rezonansnye preobrazovateli v energoeffektivnykh elektrotekhnicheskikh sistemakh [Resonant amplifiers in energy efficient electrical engineering systems]. Energosberezhenie, energetika, energoaudit. Sp. is. 1, 9 (128), 13-23.
[2] Agheb, E., Hayati Soloot, A., Niayesh, K., Hashemi, E. & Jadidian, J. (2009). On the Optimum Design of Air-Cored Tesla Transformers. Acta Physica Polonica. 115 (6), 1152-1154.
[3] Osipov, A. V., Shyniakov, Yu. A., Chernaya, Yu. A. & Tkachenko, A. A. (2015). Rezonansnye preobrazovateli energii solnechnoy batarei [Resonant energy transformers in solar battery] «Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya» Publ. Reshetnevskie chteniya. 1, 19, 290-292.
[4] Iavorskii, B. M., Detlaf, A. A. & Lebedev, A. K. (2006). Spravochnik po fizike dlia inzhenerov i studentov VUZov. Moscow: Oniks Publ.
[5] Benenson, W., Harris, J. W., Stoker, H., & Lutz H. (2002). Handbook of Physics. New York: Springer Publ.
[6] Denicolai, M. (2001). Tesla transformer for experimentation and research. Helsinki university of Technology.
[7] Rezonansnyy usilitel' moshchnosti toka promyshlennoy chastoty [Resonant power amplifier of industrial frequency current] (2019). Available at: http://allpowr.su/ru/33
[8] Mesyats, G. A. (2004). Impul'snaya energetika i elektronika. M: Nauka.
[9] Bakalov, V. P., Dmitrikov V. F., & Kruk B. I. (2007). Osnovy teorii tsepey 3rd ed. M: Goryachaya liniya – Telekom.
[10] Craven, R. M., Smith, I. R. & Novac, B. M. (2014). Optimizing the secondary coil of a tesla transformer to improve spectral purity. IEEE Transactions on Plasma Science, 42 (1), 143-148.
[11] Naidu, M. S. & Kamaraju, V. (2013). High Voltage Engineering 3rd edition. N. Y.: Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited.
[12] Batygin, Yu. V., e.a. Sposib indukcijnogo nagrivu metalevyh elementiv avtomobil'nyh konstrukcij [Method for induction heating of metal automobile construction elements]. Patent Ua, no. 95481, 2014.
[13] Induktor, induktsionnoe oborudovanie [Inductor, induction equipment] (2019). Available at: индуктор-авто.рф.
[14] Batygin, Yu. V., Serikov, G. S., Sinderuk, S. A. (2018). Rezonansnyy usilitel' elektricheskoy moshchnosti. Osnovnye raschetnye sootnosheniya [Rasonant amplifier. The main calculation relations]. Vіsnik Natsіonal'nogo tekhnіchnogo unіversitetu «KhPІ». Serіya: Problemi udoskonalennya elektrichnikh mashin і aparatіv. Teorіya і praktika.: zb.nauk. pr. 32(1308), 59-63.
[15] Batygin, Yu. V., Serikov, G. S., Sinderuk, S. A. (2018). Rezonansnyy usilitel' elektricheskoy moshchnosti. Eksperimental'nye issledovaniya [Resonant amplifier. Experimental research]. Luts'k: LNTU. Zb.naukovikh prats': Perspektivnі tekhnologії ta priladi, 13, 18-24.
[16] Atabekov, G. I. (2006). Osnovy teorii tsepei. L: Energiia.
[17] Batygin, Yu. V., Serikov, G. S., Sinderuk, S. A., Strelnikova, V. A. & Usmonov, E. R. (2019). Resonant reactive power amplifier. Analysis of electromagnetic processes. Electrical Engineering and Power Engineering, 2, 34-42.
[18] Demirchyan, K. S., Neyman, L. R., Korovkin, N. V. & Chechurin, V. L. (2003). Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki 4th ed., 1, Spb.: «Piter».
[19] Korn, G. A., Korn, T. M. (2000). Mathematical Handbook for Scientists and Engineers. Mineola, N.Y.: Dover Publications.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Yu.V. Batygin, E.A. Chaplygin, S.O. Shinderuk, V.A. Strelnikova, E.YE. Neskreba
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
