Автоматизація досліджень генераторів імпульсного струму на основі топологічно-ізоморфної моделі
Мета роботи. Оцінити реальну корисність топологічно-ізоморфної моделі потужних електромагнітних кіл на прикладі дослідження генераторів імпульсного струму. Методи дослідження. Метод вузлових потенціалів, Метод контурних струмів, Топологічно-ізоморфні перетворення. Отримані результати. Створений...
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Zaporozhye National Technical University
2025-04-01
|
| Series: | Elektrotehnìka ta Elektroenergetika |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ee.zp.edu.ua/article/view/317085 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Summary: | Мета роботи. Оцінити реальну корисність топологічно-ізоморфної моделі потужних електромагнітних кіл на прикладі дослідження генераторів імпульсного струму.
Методи дослідження. Метод вузлових потенціалів, Метод контурних струмів, Топологічно-ізоморфні перетворення.
Отримані результати. Створений і програмно реалізований математичний апарат у MATLAB дозволяє вирішувати задачі моделювання та дослідження електромагнітних пристроїв по частинах (за видами накопиченої енергії). Це дає змогу спростити дослідження та оптимізацію таких технічних характеристик, як коефіцієнт корисної дії, масогабаритні покажчики тощо. Магнітопровід зображується так само детально, як і електрична схема, і описується контурною матрицею. Математичний опис електромагнітних пристроїв визначає індуктивні параметри, обумовлені геометричними розмірами, характеристиками магнітопроводів та обмоточними даними. Топологія електричного кола представлена матричними блоками, що дозволяє отримати математичний опис, який одночасно враховує розподіл струмів і зарядів в елементах електричного кола. Система рівнянь приведена до форми Коші та складена з урахуванням приростів магнітних потоків і потенціалів на конденсаторах, що спрощує її розв’язування чисельними методами на електрообчислювальних машинах. Таким чином, зручно контролювати енергетичні процеси в реактивних енергоспоживаючих елементах схеми. Розроблене програмне забезпечення (ПЗ) за представленою математичною моделлю, успішно реалізує розрахунки для потужних технологічних пристроїв з електромагнітними ланцюгами. ПЗ спрощує підготовку даних до моделі за рахунок не використання попередніх розрахунків параметрів магнітної частини кола, дозволяє отримати графіки миттєвих значень напруг і струмів перехідного процесу в усіх елементах електричної частини, дозволяє отримати графіки миттєвих значень магнітних потоків в металевих сердечниках електромагнітних перетворювачів та магнітних потоків розсіювання. У роботі наведений приклад дослідження зарядного пристрою генератора імпульсного струму з індуктивно-ємнісним перетворювачем. У прикладі дослідження були отримані очікувані якісні характеристики.
Наукова новизна. Математична модель електромагнітних кіл не передбачає еквівалентних перетворень, пов'язаних з геометричною конфігурацією магнітопроводів. Топологія електромагнітного кола представлена у вигляді окремих матриць, які з'єднані матрицею з'єднань котушок.
Практична цінність. Реалізоване програмне забезпечення в оболонці MATLAB використовує параметри магнітопроводів у вигляді геометричних розмірів магнітопроводів та їх технічних характеристик. Результати моделювання потужних електромагнітних пристроїв дозволяють оцінити накопичену енергію електричного заряду в конденсаторах і магнітне поле в магнітопроводах, проаналізувати коефіцієнт корисної дії і можливий вплив на навколишнє середовище. Представлена технологія підготовки даних дозволяє досліджувати процеси в більш складних магнітних конструкціях, наприклад, як в трансформаторах, що керуються магнітним потоком.
|
|---|---|
| ISSN: | 1607-6761 2521-6244 |