DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2019-1(83)-201-205

Безпосереднє збудження послідовного резонансного контуру прямокутними імпульсами напруги. Аналіз, чисельні оцінки

Юрій Вікторович Батигін, Тетяна Володимирівна Гаврилова, Світлана Олександрівна Шиндерук, Георгій Сергійович Серіков, Дмитро Анатолійович Коваленко

Анотація


Практичні розробки електротехнічних пристроїв, де дієвість відповідних елементних складових практично можлива лише в умовах з достатнім ступенем близьких до резонансних, потребують проведення аналізу процесу при безпосередньому підключенні до резонансного електричного контуру ангармонічного джерела напруги. У статті проведений аналіз резонансного збудження послідовного активно-реактивного контуру періодичними серіями з прямокутних уніполярних або осцилюючих імпульсів напруги з резонансною частотою їх слідування і, відповідно, визначення його реакції на збудження. У результаті розв’язання відповідної задачі сформульовано диференціальні рівняння, а також за допомогою операторного методу отримані їх вирішення у вигляді виразів для струмів, що збуджуються в контурі. Визначені часові форми струму в послідовному активно-реактивному контурі при резонансному збудженні періодичними серіями з прямокутних уніполярних або осцилюючих імпульсів напруги з резонансною частотою їх слідування. Виявлено, що перша гармоніка в амплітудно-частотному розкладанні як в разі уніполярного, так і в осцилюючого збудження визначає гармонічну складову струму, що збуджується, з частотою, яка є рівною резонансній частоті, і амплітудою, що дорівнює відношенню амплітуди першої гармоніки напруги, що збуджує, і активного опору послідовного резонансного контуру. Відзначена дещо більша ефективність уніполярного збудження гармонічних процесів порівнянно зі збудженням осцилюючими послідовностями періодичних імпульсів напруги, Показано, що, як у разі уніполярного, так і в осцилюючого збудження, зі збільшенням добротності резонансного контуру внесок вищих спектральних складових незалежно від виду вхідної напруги істотно падає, а при значному збільшенні добротності струм, що збуджується, стає строго гармонічним.

Ключові слова


ангармонічне джерело напруги; резонанс; активно-реактивний контур; амплітудно-частотне розкладання; форми струму; добротність

Повний текст:

PDF

Посилання


«Pochemu obrushilsya egipetskii most v Cankt-Peterburge?», [Online], available at: http://petrogazeta.ru/history/246

«Rezonansnyi usilitel' moshchnosti toka promyshlennoi chastoty», [Online], available at: http://allpowr.su/ru/33

Mesyats, G.A. (2005), Pulsed Power, Springer Publ, US, 568 p.

Tesla, N.(2016), My Inventions: and Other Writings, Dover Publ, New York, 144 p.

Denicolai, M. (2002), «Optimal performance for Tesla transformers», Review of Scientific Instruments, Vol. 73, No. 9, pp. 3332–3336.

Agheb, E., Hayati Soloot, A., Niayesh, K., Hashemi, E. and Jadidian, J. (2009), «On the Optimum Design of Air-Cored Tesla Transformers», Acta Physica Polonica-Series A General Physics. Vol. 115, No. 6, pp. 1152–1154.

Batygin, Yu.V., Shinderuk, S.A., and Serikov, G.S. (2018), «The quantitative indices of the induction effects and the resonance phenomena in the Tesla transformer», Danish Scientific Journal, No. 11, pp. 72–79.

Bakalov, V.P., Dmitrikov, V.F. and Kruk, B.I. (2013), Osnovy teorii tsepei: Uchebnik dlya vuzov, in Bakalova, V.P. (ed), Goryachaya liniya, Telekom, Moskow, 596 p.

Batіgin, Yu.V., Gnatov, A.V., Chapligіn, E.O. and Sabokar, O.S. (2014), Sposіb іnduktsіinogo nagrіvu metalevikh elementіv avtomobіl'nikh konstruktsіi, Patent Ukraїna, №. 95481.

«Induktor, induktsionnoe oborudovanie», [Online], available at: http://www.induktor-avto.rf

Chaplygin, E.A., Barbashova, M.V., Sabokar', O.S. and Rjabuha, І.O. (2017), «Osobennosti jelektromagnitnyh processov pri indukcionnom nagreve ferromagnetikov ploskim krugovym mnogovitkovym solenoїdom», Vіsnik PDTU, Tehnіchnі nauki, No. 35, pp. 190–196.

Strel'nikova, V.A. (2018), «Osobennosti indukcionnogo nagreva massivnyh metallicheskih zagotovok induktorami s ferromagnitnymi serdechnikami», Vіsnik NTU «HPІ», Problemi udoskonalennja elektrichnih mashin і aparatіv, No. 32, pp. 99–104.

Atabekov, G. I. (2006), Osnovy teorii tsepei, Energiya, Leningrad, 220 p.

Korn, G.A. and Korn, T.M. (2000), Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review, Dover Publ Inc., New York, 1152 p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Почему обрушился египетский мост в Cанкт-Петербурге? [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://petrogazeta.ru/history/246.
  2. Резонансный усилитель мощности тока промышленной частоты [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://allpowr.su/ru/33.
  3. Mesyats G.A. Pulsed Power / G.A. Mesyats. – US : Springer Publ, 2005. – 568 p.
  4. Tesla N. My Inventions: and Other Writings / N. Tesla. – New York : Dover Publ., 2016. – 144 p.
  5. Denicolai M. Optimal performance for Tesla transformers / M. Denicolai // Review of Scientific Instruments. – 2002. – Vol. 73. – № 9. – P. 3332–3336.
  6. On the Optimum Design of Air-Cored Tesla Transformers / [E.Agheb, A.Hayati Soloot, K.Niayesh, E.Hashemi, J.Jadidian] // Acta Physica Polonica-Series A General Physics. – 2009. – Vol.115. – №. 6. – Р. 1152–1154.
  7. Batygin Yu.V. The quantitative indices of the induction effects and the resonance phenomena in the Tesla transformer / Yu.V. Batygin, S.A. Shinderuk, G.S. Serikov // Danish Scientific Journal. – 2018. – №11–1. – Р. 72–79.
  8. Бакалов В.П. Основы теории цепей / В.П Бакалов, В.Ф. Дмитриков, Б.И. Крук ; под ред В.П Бакалов. – М. : Горячая линия «Телеком», 2013 – 596 с.
  9. Пат. 95481 Україна, МПК В 21 D 26/14. Спосіб індукційного нагріву металевих елементів автомобільних конструкцій / Ю.В. Батігин, А.В. Гнатов, Е.О. Чаплигін, О.С. Сабокар ; заявник та патентовласник ХНАДУ. – № 201407576 ; заявл. 07.07.14 ; опубл. 25.12.14, Бюл. № 24.
  10. Индуктор, индукционное оборудование [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://www.индуктор-авто.рф.
  11. Особенности электромагнитных процессов при индукционном нагреве ферромагнетиков плоским круговым многовитковым соленоїдом / Е.А. Чаплыгин, М.В. Барбашова, О.С. Сабокарь, І.О. Рябуха // Вісник ПДТУ. Технічні науки. – 2017. – № 35. – C. 190–96.
  12. Стрельникова В.А. Особенности индукционного нагрева массивных металлических заготовок индукторами с ферромагнитными сердечниками / В.А. Стрельникова // Вісник НТУ«ХПІ». Проблеми удосконалення електричних машин і апаратів. – 2018. – № 32. – C. 99–104.
  13. Атабеков Г.И. Основы теории цепей / Г.И. Атабеков. – Л. : Энергия, 2006. – 220 с.
  14. Korn Granino A. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review / G.A. Korn, T.M. Korn. – New York : Dover Publ, 2000. – 1152 p.




Copyright (c) 2019 Юрій Вікторович Батигін, Тетяна Володимирівна Гаврилова, Світлана Олександрівна Шиндерук, Георгій Сергійович Серіков, Дмитро Анатолійович Коваленко

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.