Аналіз змінних у часі магнітних полів методом контурних потоків
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2026-2-1Ключові слова:
перехідні процеси, електричні кола, магнітні кола, магнітні опори, диференціальні рівняння, чисельні методиАнотація
Мета роботи. Розробка нового підходу складання алгоритму до розрахунку статичних та динамічних магнітних полів методом контурних магнітних потоків з реалізацію у вигляді комплексу комп’ютерних програм.
Методи дослідження. Числові методи інтегрування звичайних диференціальних рівнянь, матричні методи, комп’ютерне програмування, теорія електричних та магнітних кіл, система Matlab.
Отримані результати. У роботі запропоновано новий підхід до розрахунку статичних та динамічних магнітних полів методом контурних магнітних потоків. На основі запропонованого методу розроблений та роз’яснений алгоритм, а також комп’ютерна програми моделювання статичних магнітних полів у феромагнітному осерді. Також розроблений та роз’яснений алгоритм, а також комп’ютерна програми моделювання динамічних магнітних полів у феромагнітному осерді. та струму у котушці. Цей метод має такі переваги перед існуючими методами: простота, доступність та відкритість. Для розуміння методу достатньо лише базових знань з теоретичних основ електротехніки в обсязі другого курсу технічного університету. Розроблені та викладені у вільний доступ комп’ютерні програми, що реалізують запропонований метод. Для використання програми не потрібна ліцензія.
Наукова новизна. Пропонується новий підхід до розрахунку статичних та динамічних магнітних полів методом контурних магнітних потоків. Запропонований метод дозволяє аналізувати зміну у часі струмів у котушці з феромагнітним осердям, а також магнітних потоків у різних частинах магнітопроводу.
Практична цінність. На основі запропонованого методу розроблений та роз’яснений алгоритм а також комп'ютерна програма розрахунку магнітних полів у статичному режимі во всіх частинах магнітопроводу, на який встановлено котушку з заданим струмом. На основі запропонованого методу також розроблений та роз’яснений алгоритм а також комп'ютерна програма перехідного процесу у котушці з феромагнітним осердям. Ця програма викладена у відкритому доступі. Вона може бути використана у навчальному процесі без ліцензії. Простота методу дозволяє включити цей метод в курс теоретичних основ електротехніки технічних університетів.
Посилання
Ansys. (n.d.). Engineering simulation software. https://www.ansys.com/
COMSOL. (n.d.). COMSOL Multiphysics. https://www.comsol.com/
Tykhovod, S., & Orlovskyi, I. (2025). Accelerated modeling of transients in electromagnetic devices based on magnetoelectric substitution circuits. Energies, 18(2), Article 310.
Tykhovod, S. M. (2002). Metodyka kompiuternoho analizu mahnitnykh poliv metodom konturnykh potokiv [Methodology of computer analysis of magnetic fields by the method of contour fluxes]. Elektrotekhnika ta Elektroenerhetyka, (2), 49–52.
MathWorks. (n.d.). MATLAB and Simulink. https://www.mathworks.com/
Maliar, V. S. (1998). Splajny yak alternatyva riadam Furie pid chas rozrakhunku liniinykh elektrychnykh kil periodychnoho nesynusoidnoho strumu [Splines as an alternative to Fourier series in the calculation of linear electric circuits of periodic non-sinusoidal current]. Visnyk Derzhavnoho Universytetu “Lvivska Politekhnika”. Elektroenerhetychni ta Elektromekhanichni Systemy, (347), 75–79.
Yarymbash, D., Kotsur, M., Yarymbash, S., Kylymnyk, I., & Divchuk, T. (2020). Electromagnetic properties determination of electrical steels. In 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET) (pp. 185–189). https://doi.org/10.1109/TCSET49122.2020.235419
Yarymbash, D., Kotsur, M., Kulanina, Y., & Divchuk, T. (2019). Idling mode simulation of single-phase transformer. In 2019 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES) (pp. 118–121). https://doi.org/10.1109/MEES.2019.8896637
Yarymbash, D. S., Kotsur, M. I., Yarymbash, S. T., & Divchuk, T. Ye. (2019). Hysteresis and eddy currents effects simulation in idling mode of the transformer. Problemele Energeticii Regionale, 1(39), 12–21. https://doi.org/10.5281/zenodo.2650413
Yarymbash, D., Kotsur, M., Yarymbash, S., & Divchuk, T. (2018). Electromagnetic parameters determination of power transformers. In 2018 IEEE 3rd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS) (pp. 70–75). https://doi.org/10.1109/IEPS.2018.8559573
Yarymbash, D., Kotsur, M., Yarymbash, S., Kylymnyk, I., & Divchuk, T. (2018). An application of scheme and field models for simulation of electromagnetic processes of power transformers. In 2018 IEEE 14th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET) (pp. 308–313). https://doi.org/10.1109/TCSET.2018.8336209
Leon, O., & Lin, P.-M. (1975). Computer-aided analysis of electronic circuits. Englewood Cliffs, NJ.
Chaban, V. Y. (2001). Chyselni metody [Numerical methods]. Natsionalnyi universytet “Lvivska politekhnika”.
Prohrama dlia rozrakhunku statsionarnykh mahnitnykh poliv metodom konturnykh potokiv [Program for calculating stationary magnetic fields by the method of contour fluxes]. (n.d.). https://drive.google.com/file/d/1cEaTv2XZ471y-YIBD5_o7EL72Y95qwoa/view?usp=sharing
Prohrama dlia rozrakhunku perekhidnoho protsesu metodom Eilera v kotushtsi induktyvnosti [Program for calculating the transient process by Euler’s method in an inductance coil]. (n.d.). https://drive.google.com/file/d/1GFWo4Z6z2dsUxqIm0AH3IvCmtZQIxtPX/view?usp=sharing
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 А.Ф. Климов, Д.Р. Бут, С.М. Тиховод
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 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.
