Заочные электронные конференции
Логин   Пароль  
Регистрация Забыли пароль?
 
     
Математическая модель односекционного многофункционального интегрированного электромагнитного компонента
Конесев С.Г., Хазиева Р.Т.


Для чтения PDF необходима программа Adobe Reader
GET ADOBE READER

УДК 621.3

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОДНОСЕКЦИОННОГО МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО ИНТЕГРИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОМПОНЕНТА

С.Г. Конесев, Р.Т. Хазиева

(Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет)

Силовая пассивная часть источников вторичного электропитания (ИВЭП) во многих устройствах реализуется с помощью многофункциональных интегрированных электромагнитных компонентов (МИЭК). Количество секций, способ их подключения и варианты включения компонента в схему определяются режимом работы устройства, содержащего МИЭК и его требуемыми выходными характеристиками [1, 2].

В данной работе исследуется односекционный МИЭК (рисунок 1), состоящий из двух проводящих обкладок, свернутых в спираль и разделенных диэлектриком.

1 – МИЭК, 2, 3 – Первая и вторая проводящие обкладки

Рисунок 1 – Односекционная структура МИЭК

Описание электромагнитных процессов при анализе электрических схем с МИЭК системой дифференциальных уравнений в частных производных требует привлечения достаточно громоздкого математического аппарата. Перспективность применения МИЭК обуславливает поиск формализованных правил анализа, которые позволяют описывать процессы в схемах с помощью интегральных параметров МИЭК таких, как индуктивность обкладок, общая емкость и токи выводов обкладок [3].

На рисунке 2 показана схема замещения исследуемого МИЭК с интегральными параметрами.

Рисунок 2 – Схема замещения исследуемого МИЭК с интегральными параметрами

Исследуем электромагнитные процессы для схемы (рисунок 3), работающей на холостом ходу, используя методику, изложенную в [4]. Выполняется расчет электромагнитных процессов для заданных значений емкости и индуктивности обкладок, напряжения питания с помощью интегральных параметров c использованием программы MathCad 15.

Рисунок 3 – Схема замещения работы односекционного МИЭК на холостом ходу

Для постановки задачи моделирования и анализа работы устройства зададимся следующими исходными данными схемы:

- входное напряжение 10 В;

- индуктивность 0,3 мГн;

- емкость 0,05 мкФ;

- активное сопротивление 6 Ом.

Определяется резонансная частота, исходя из условия резонанса

Im(Z) = 0,

где Z – эквивалентное сопротивление цепи.

Эквивалентное сопротивление цепи

.

Расчетное значение резонансной частоты составляет 4109,4 Гц.

Соотношения, связывающие интегральные параметры МИЭК:

- алгебраическая сумма токов обкладок неизменна по их длине

i(x) = const, i = iн1 ± iн2 = iк1 ± iк2.

- напряжение между обкладками неизменно по их длине

u(x) = const, u = 1/C·∫(iн1 – iк1)·dt,

- напряжение между выводами одной обкладки:

uпл = L∙d/dt(iн1 ± iн2),

В результате расчета получены графики входного напряжения, напряжения обкладки и напряжения на емкости, представленные на рисунке 4. Переменное напряжение питающей сети с постоянной амплитудой и частотой поступает на вход схемы. На первом графике показано линейное напряжение трехфазного источника (амплитуда составляет 10 В), на втором графике – напряжение обкладки, на третьем графике представлено напряжение на емкости. Напряжение обкладки и напряжение на емкости находятся в противофазе и равны. Значения напряжений свидетельствует о резонансном режиме работы устройства с добротностью 12,91.

Рисунок 4 – Графики входного напряжения, напряжения обкладки и напряжения на емкости

Выводы

Описание электромагнитных процессов при анализе электрических схем с МИЭК системой дифференциальных уравнений в частных производных требует привлечения достаточно громоздкого математического аппарата.

Перспективность применения МИЭК обуславливает поиск формализованных правил анализа, которые позволяют описывать процессы в схемах с помощью интегральных параметров МИЭК таких, как индуктивность обкладок, общая емкость и токи выводов обкладок

Выполнено математическое моделирование электромагнитных процессов для заданных значений емкости и индуктивности обкладок, напряжения питания с помощью интегральных параметров c использованием программы MathCad 15.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Конесев, С.Г., Алексеев, В.Ю. Многофункциональные интегрированные электромагнитные компоненты в системах преобразования электрической энергии. Обзор.– В сб.: Межвузовский сборник научных статей.– Уфа, 2005.– С. 29-33, 36-39.

2. Задерей, Г.П. Многофункциональные магнитные радиокомпоненты (многофункциональные электронно-магнитные трансформаторы).– М.: Сов. радио.– 1980.

3. Конесев, С.Г., Хазиева, Р.Т. Разработка схем замещения базовых структур многофункциональных интегрированных электромагнитных компонентов.– В сб.: 64-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ.– Уфа, 2012.– С. 315-316.

4. Бердников, С.В. Узлы принудительной коммутации тиристоров с обмоткой-емкостью.– В кн.: Проблемы преобразовательной техники: Тез. док. Всесоюзной научно-техн. конф.– Киев. 1983.

Библиографическая ссылка

Конесев С.Г., Хазиева Р.Т. Математическая модель односекционного многофункционального интегрированного электромагнитного компонента // Электротехнологии и силовая преобразовательная техника.
URL: http://econf.rae.ru/article/7908 (дата обращения: 25.05.2019).



Сертификат Получить сертификат

КОММЕНТАРИИ К ПУБЛИКАЦИИ – 0

Добавить комментарий

Ваше имя
Текст комментария
Антиспам проверка