Рассмотрим более подробно особенности расчета этих цепей или конструкции и исследуем законы распределения магнитных потоков Ф ( или I) , магнитных напряжений F (или U) в них на примере обобщенных моделей несколько вариантов в виде магнитной цепи сосредоточенными (модели 1 и 2) и с поперечно, продольно и вертикально распределенными параметрами (модели 3, 4, 5, 6 , 7 и 8) . Реальная физическая, в нашем случае магнитная, цепь ЭМП заменяется эквивалентной цепью ( когда i x j) или пространством (когда i х j х k). Параметры эквивалентной цепи или конструкции определяются на основе геометрических размеров и с учетом удельных на единицу длины распределенных параметров. Тогда сопротивления элементарных участков эквивалентной цепи или конструкции определяются из выражений:

П _{i х j х k} = п _{i х j х k} х _i,

П0 _{i х j х k} = п _{i х j х k} х _j,

П1 _{i х j х k} = п _{i х j х k} х X_k,

где _i =А/N, _j = В/M, _к = С/L - элементарные участки разбиения цепи; X - длина цепи или конструкции; A - продольная длина цепи или конструкции; В - поперечная длина цепи или конструкции; С - вертикальная длина цепи или конструкции, N, M, L - число участков деления соответственно продольной, поперечной и вертикальной цепей и конструкции.

При составлении эквивалентной модели цепи или конструкции принимаются следующие условия:

цепи или конструкции делятся на N x M x L элементарных участков длиной X, что в общем случае зависит от условий заданной точности и устойчивости решения задачи;

параметры П, П0 и П1 в пределах участка X считаются равномерно распределенными. Изменения параметров П, П0 и П1 могут происходить скачком на границе участков деления;

источники потоков Ф_{м i x j x k} (или Q _{i x j x k} ) - напряжений (потенциалов) - участков F_{м i х j х k} ( или I _{i x j x k} -реакции) учитываются включением в соответствующие узловые точки.

На основе эквивалентной схемы распределенной цепи или конструкции преобразования строим обобщенную графовую модель распределенной цепи или конструкции ЭМП . Узлы подсоединения воздействующих величин Q _{i x j x k} или U _{i x j x k} через коэффициенты межцепных связей K _{Q U} определяются для конкретной конструкции ЭМП .

Рассмотрим топологический метод расчета цепи ЭМП, представив ее в виде информационно- энергетической модели F (U , I , П ), где U = (U111 , U121 ... Umnl )- множество вершин графа , I = (I111, I121 ... Imnl )- множество дуг графа , П = ( П111, П121 ... Пmnl ) - множество параметров цепи ЭМП. Рис.2.1.Цепь ЭМП с продольно и поперечно распределенными параметрами.



Размещено на http://www.allbest.ru

Рис.3.1.Цепь ЭМП с продольно и поперечно распределенными параметрами.

Алгоритм построения информационно- энергетической модели цепи ЭМП представим в виде следующих дискретных шагов:

1. Разобьем сложную цепь преобразования ЭМП на i x j x k элементарных участков (с учетом воздушных зазоров, экранов, сосредоточенных участков и потоков рассеяния) по принципу постоянства реакции I_{i x j x k}, I0_{i x j x k} и I1_{i x j x k} на каждом участке.

2. Определим предварительное распределение реакции I_{i x j x k}, I0_{i x j x k} и I1_{i x j x k} по участкам цепи преобразования.

Например: если рассматриваемая цепь преобразования магнитная , то предварительное распределение магнитной индукции по участкам:

B_{i x j x k}=Ф * G_{i x j x k} / (G *_{i x j x k})

где: Ф - магнитный поток в сердечнике;

G_{i x j x k} - магнитная проводимость воздушного зазора i x j x k-го участка магнитной цепи;

G - эквивалентная магнитная проводимость воздушных зазоров магнитной цепи;

S_{i x j x k}=A_{i x j x k} х B_{i x j x k} - поперечное сечение i x j x k-го участка магнитопровода;

A_{i x j x k} , B_{i x j x k} - соответственно ширина толщина i x j x k-го участка.

Если напряжение приложенное к намагничивающей катушке U_э задано, то магнитный поток в сердечнике Ф₀ предварительно определим без учета электрического сопротивления катушки R0 :

I=Ф₀=2U_э/(* W)

где: =2 - угловая частота;

- частота сети;

w_ов - количество витков катушки намагничивания - обмотки

возбуждения.

В случае малых воздушных зазоров и заданной индукции B₀ в сердечнике:

B_{i x j x k}= B₀*S0/S_{i x j x k}

При заданной намагничивающей силе катушки F_k и наличии воздушных зазоров общий предварительный поток

Ф₀=G x F_k

3. Определим комплексную проводимость каждого i x j x k-го участка цепи:

_{i x j x k} = У_{i x j x k}=Z_{i x j x k}^-1=g_{i x j x k} - j b_{i x j x k}

где Z_{i x j x k} = R_{i x j x k} + j X_{i x j x k} -комплексное сопротивление i x j x k-го участка.

Если рассматриваемая цепь магнитная, то: R_{i x j x k} = х Rl_{i x j x k}/S_{i x j x k} -активное магнитное сопротивление - параметр i x j x k-го участка, характеризующее свойство магнитного материала намагничиваться под влиянием приложенной силы;

X_{i x j x k} = х l_{i x j x k}/S_{i x j x k} - реактивное магнитное сопротивление i x j x k-го участка, характеризующее потери намагничивающей силы на вихревые токи и гистерезис;

х R_{i x j x k}, x Х_{i x j x k} - соответственно удельные активное и реактивное магнитные сопротивления i x j x k -го участка магнитопровода определяемые в зависимости от магнитной индукции B_{i x j x k} и магнитной характеристики =(B)

l _{i x j x k} - средняя длина i x j x k-го участка магнитопровода .

Если на i x j x k-м участке магнитной системы находится электромагнитный экран, то определим полную комплексную магнитную проводимость экрана

У_э = Z_э^-1

где = Z_э = R_э+jX_{э .}

Активное R_э и реактивное X_э магнитные сопротивления экрана выразим как:

где; R_э=_эl_э/S_э - активное электрическое сопротивление экрана;

_э - удельное электрическое сопротивление материала экрана;

l_э - средняя длина экрана;

S_э = A _э x h _э сечение экрана;

A_э, h_э - его ширина, высота

w_э - число витков экрана;

X_эs= w²_э G_эs/2 - реактивное электрическое сопротивление рассеяния экрана;

G_эs- магнитная проводимость рассеяния экрана, она находится по приближенным формулам или же по картине конструкции.

Если i x j x k - й участок магнитной системы представляет собой воздушный зазор (причем зазор мал и выпучиванием можно пренебречь), то определим его активную магнитную проводимость.

G _{i j} = R^-1_{i x j x k} = 2 х ₀ х S_{i x j x k}/_{i x j x k},

где: _{i x j x k} - длина воздушного зазора;

₀=1,25710^-6 Гц/м - магнитная постоянная.

Если i x j x k - й участок магнитной системы представляет собой участок рассеяния, то определим магнитную проводимость рассеяния:

G_эs = g х l_{si x j x k}

где g- удельная магнитная проводимость рассеяния, получаемая по картине конструкции и аналитически по известным соотношениям.

4.Найдем комплексные проводимости узлов У_{u i x j x k} суммированием комплексных проводимостей У_{i x j x k} элементарных участков, соответствующих данным узлам.

5.Нанесем на поле графа обозначенные узловые точки с учетом их взаимного расположения.

6.Соединим каждую пару узловых точек (без учета участков рассеяния ) конструкции графа между собой двумя противоположно направленными дугами согласно обозначенным узлам исходной конструкции или цепи ЭМП.

7.К каждой дуге полученных узловых подграфов припишем комплексную передачу Т_{i x j x k}, равную отношению комплексной проводимости элементарного участка между рассматриваемыми узлами исходной системы к комплексной проводимости узла, к которому направлена дуга графа:

Т_{i x j x k} = У_{i x j x k} / У_{ui x j x k}

8.К комплексным передачам дуг, направленных к узлам и соответствующих участкам рассеяния, прибавим комплексный коэффициент G_sZ_{i x j x k}, где Z_{i x j x k}- комплексное сопротивление цепи преобразования .

9.Нанесем на поле графа точки, соответствующие заданным величинам (U-воздействие) и эти точки будем рассматривать как вершины-источники графа.

10.Соединим вершины - источники Q_{i x j x k} дугами, направленными от источников, с вершинами графа, соответствующими комплексным материалам узлов участка, на котором находится данный источник:

11.Дугам, направленным от U_{i x j x k} припишем комплексную передачу Т_{i x j x k}, равную отношению комплексной проводимости элементарного участка к комплексной проводимости узла, соответствующего вершине графа, к которому направлена дуга;

дугам, направленным от источника Ii x j x k, припишем комплексную передачу:

Т_{i x j x k}=2 / (У_{i x j x k} х х w)

Дугам направленным от источника Q_{i x j x k}, припишем комплексную передачу величина который определяется на основе физико - технического эффекта используемой в конкретной конструкции ЭМП т.е. К_{Q U.}

Данный алгоритм построения информационно-энергетической модели позволяет найти потенциалов - воздействии (U) на участках цепи ЭМП с ПИО.

В табл. 3.1 и 3.2 приведены обобщенные величины и параметры цепей различной природы ЭМП.

Таблица 3.1

Обобщённые величины цепей ЭМП с ПИО

Цепь	Воздействие U или потенциал	Реакция I (поток)	Заряд Q
Электрическая	Uэ=Uэ1-Uэ2 [B] электрическое напряжение, разность потенциалов, э.д.с.	Iэ = [А] Электрический ток	Qэ [Кл] Электрический Заряд
Магнитная	U=F=IэWов=Нl [A] Магнитодвижущая сила	Производная от магнитного Потока	Q=Ф [Вб] Магнитный Поток
Тепловая	Uт=Tт1-Tт2 [K] Разность температур	I= Производная от энтропии	Gт=Sт [Вт/К] Энтропия

Таблица 3.2.

Обобщённые параметры цепей ЭМП

Цепь	Сопротивление	Ёмкость	Индуктивность
Электрическая	[Ом] э-удельное эл. сопротивление lэ-длина,Sэ-сечение.	[Ф] Электрическая ёмкость	Lэ= C W2ов [Гн] C -магнитная проницаемость W2ов-число витков
Магнитная	Проводимость на пути вихревых токов	[Гн] произведение магнитной проницаемости на отношение магнитопровода к его длине	L=Cэ [Ф] Электрическая ёмкость
Тепловая	[К2/Вт] Произведение теплового сопротивления на среднюю температуру	[Вт/К2] Отношение тепловой ёмкости тела к средней температуре	Тепловая индуктивность

Глава 4. Исследование основных характеристик ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ОДНО, ДВУХ И ТРЕХФАЗНЫХ ТОКОВ

4.1 Исследование статических и динамических характеристик многофазных электромагнитных преобразователей тока в напряжение

Возможности моделирования характеристик ЭМПТН с ПИО определяются в настоящей работе, которая отвечают на следующие вопросы:

- выбор рационального сочетания методов математического моделирования и исследования ЭМПТН с ПИО;

- выбор численных методов решения уравнений моделей;

- решение с помощью ЭВМ задач анализа, оптимизации в статическом и динамическом режимах;

- разработка программного и информационного обеспечения для машинного эксперимента.

В [8] приведены классификация математических моделей, применяемых в процессе исследования. Основные признаки классификации включают характер отображаемых свойств устройств или объекта, принадлежность иерархическому уровню, степень детализации описания внутри одного уровня, способ получения модели. Для построения графовой модели рассмотрим её основные элементы, аналогичные величины воздействия (U_i), реакции (I_i) и заряда (Q_i) ,а также параметров сопротивления (R_i), емкости (C_i) и индуктивности (L_i), имеющие место в цепях ЭМПТН с ПИО. Данная аналогия обосновывается в ряде работ [2-5], и ее основными положениями являются следующие критерии:

1.Энергетический критерий - произведение величин воздействия U и реакции I должно измеряться в единицах мощности P независимо от физической природы цепи ЭМПТН с ПИО:

U x I=P;

Критерий интенсивности - величина воздействия I равна первой производной по времени от величины заряда Q цепи:

I=dQ/dt;

Статический критерий - величина воздействия U равна произведению величины реакции I на параметр сопротивления:

U=I x R;

Динамический критерий для емкостной цепи - величина реакции цепи I равна первой производной по времени от произведения емкости цепи С на величину воздействия U:

I=d(C x U)/dt;

в операторной формe I(p)=C(p) x U(p), где C(p)=pC;

Динамический критерий для индуктивной цепи - величина воздействия (напряжения ) U равна первой производной по времени от произведения индуктивности на величину реакции:

U=d(L x I)/dt;

в операторной форме U(p)=L(p) x I(p), где L(p)=pL;

Статические характеристики ЭМПТН с ПИО

Статические характеристики ЭМПТН с ПИО представляет собой зависимость между входной (I_эвх) и выходной (U_эвых) величинами при установившихся их значениях. Как входные, так и выходные величины у одного и того же типа ЭМПТН с ПИО могут быть различными. Наиболее часто в качестве изменяющихся параметров и величин у ЭМПТН с ПИО используются: геометрические размеры магнитопровода, воздушного зазора, магнитная проницаемость магнитных материалов магнитопровода, геометрические размеры ПИО и др.

Основным выражением для построения статических характеристик является:

U_эвых = (4.44 * f * WПИО / R_м) * WI * I_эвх

где: Rм1 , Rм2 , Rм3 - соответственно суммарные магнитные сопротивления магнитопровода с общим основанием, двух стержней, участков дополнительного сердечника и воздушных зазоров и на пути магнитных потоков Фм1, Фм2 и Фм3, причем :

Rм1 = Rм м + Rм серд + Rм возд ,

Rм м = 2 * lм м / ( * F) ,

Rм серд = lм серд / ( * F),

Rм возд = ( 2 х + 1 )/ ( ₀ * F),

где Rм м - магнитное сопротивление одного стержня магнитопровода

Rм серд - магнитное сопротивления участков дополнительного сердечника

lм м - активная длина стержней магнитопровода и по которой протекает магнитный поток Фм

Rм серд = lм серд / ( * F) - магнитное сопротивление участков дополнительного сердечника

lм серд - активная длина участков дополнительного сердечника, по которой протекает магнитный поток Фм

₀ - магнитная проницаемость воздуха ( окружающей среды)

- магнитная проницаемость материала магниторовода и сердечника

Rм возд - магнитное сопротивление воздушных зазоров между стрежнями магнитопровода, участков дополнительного сердечника и воздушного зазора между торцами участков дополнительного сердечника, причем:

Rм возд Rм и и Rм возд Rм серд

- длина воздушного зазора между торцами параллельных стержней магнитопровода с общим основанием и участков дополнительного сердечника ,

₁ - длина воздушного зазора между торцами участков дополнительного сердечника,

= 3,14 - константа.

Рис . Статические характеристики ЭМПТН с ПИО при различных значениях воздушного зазора

Динамические характеристики ЭМПТН с ПИО

Динамические характеристики ЭМПТН с ПИО являются одной из основных их характеристик и определяют зависимость выходного сигнала U_эвых от изменяющихся во времени величин и параметров входного сигнала I_эвх, внешних влияющих величин, параметров нагрузки и других воздействий.

В данной работе аналитическим путём определены динамические характеристики ЭМПТН с ПИО. Аналитический метод базируется на информационно-энергетической модели, описывающей работу ЭМПТН с ПИО в динамическом режиме измерения с учётом всего комплекса физических процессов, происходящих в преобразователе, а также условий работы.

Динамические свойства ЭМПТН с ПИО определяются структурной схемой, связывающей выходной сигнал с входным, но и характером продольных, поперечных и вертикально распределённых параметров П, П0 и П1. Ясно, что непостоянство параметров ЭМПТН с ПИО в процессе эксплуатации, характер изменения этих параметров - это основные моменты, которые коренным образом могут изменить его динамические свойства, хотя структура оператора преобразования р входного сигнала может оставаться одной и той же.

Исследование динамических характеристик ЭМПТН с ПИО с учётом взаимодействия цепей различной физической природы затруднено в связи с возникающими трудностями получения дифференциальных уравнений. Однако, применяя вышеописанную графовую модель можно легко составить аналитическое выражение для расчёта динамической характеристики ПЭЭА с ПИО.

Математическую модель динамической характеристики ЭМПТН с ПИО, можно получить на основе графа принципа преобразования. Рассмотрим процесс включения синусоидальные трехфазные электрические нагрузки с токами i_A, i_B, i_C , на выходе каждой ПИО ЭМПТН индицируется напряжение u_эвых(t). Индуктивность первичной обмотки - обмотки возбуждения ЭМПТН с ПИО L = W_I * Ф_м / i. Отсюда ток одной фазы i_э = W_I * Ф_м / L.

Для исследования динамической характеристики ЭМПТН с ПИО электрические токи первичных обмоток представляем на основе соответствующих магнитных потоков Ф_мА , Ф_мВ , Ф_мС :

dФ_мА / dt + R_I * Ф_мА * L_I = (U_mА / W_I) * sin ( * t + _I)

dФ_мВ / dt + R_II * Ф_мВ * L_II = (U_mB / W_II) * (sin ( * t + _II + 120⁰)

dФ_мC / dt + R_III * Ф_мC * L_III = (U_mC / W_III) * (sin ( * t + _III - 120⁰).

Решим эти уравнения при условии постоянства параметров: электрических сопротивлении R_I , R_II , R_III и индуктивностей L_I , L_II и L_III при t = 0, где Ф_мост - остаточный магнитный поток и = 2 * * f- угловая частота.

Решение системы уравнений относительно потоков имеет вид:

Ф_мА =Ф_мпрA + Ф_мсвA =

= - Ф_мА * cos ( * t + _I) + (Ф_мmA * cos (_I) Ф_мостA) * е ^{- (R}_I^*t/L_I⁾ ,

Ф_мB =Ф_мпрB + Ф_мсвB =

= - Ф_мB * cos ( * t + _II) + (Ф_мmB * cos (_II) Ф_мостB) * е ^{- (R}_II^*t/L_II⁾ ,

Ф_мC =Ф_мпрC + Ф_мсвC =

= - Ф_мC * cos ( * t + _III) + (Ф_мmC * cos (_III) Ф_мостC) * е ^{- (R}_III^*t/L_III⁾ .

При R_I = R_II = R_III = 0 максимальные значения магнитных потоков равны:

Ф_ммаксА = U_mА / (W_I * ) ,

Ф_ммаксB = U_mB / (W_II * ) ,

Ф_ммаксC = U_mC / (W_III * ) .

Выражения для определения магнитных потоков можно записать:

Ф_мА = Ф_ммаксА *cos _I * е ^{- (R}_I^*t/L_I⁾ - cos ( * t + _I) Ф_мостA *е ^{- (R}_I^*t/L_I⁾ ,

Ф_мВ = Ф_ммаксВ *cos _I * е ^{- (R}_1I^*t/L_1I⁾ - cos ( * t + _II) Ф_мостB *е ^{- (R}_II^*t/L_II⁾ ,

Ф_мC = Ф_ммаксC *cos _I * е ^{- (R}_1II^*t/L_1II⁾ - cos ( * t + _III) Ф_мостC *е ^{- (R}_III^*t/L_III⁾.

При условиях: _I = _II = _III = / 2 и Ф_мостA = Ф_мостВ = Ф_мостС = Ф_ммакс = 0 согласно выведенной системы уравнений магнитные потоки при включении преобразуемых токов не будут отличаться от установившегося:

Ф_мA = Ф_ммаксA * sin ( * t),

Ф_мB = Ф_ммаксB * sin ( * t + 120⁰),

Ф_мC = Ф_ммаксC * sin ( * t - 120⁰).

Наибольшие броски магнитных потоков, значительно превышающие амплитудные значения установившихся потоков , наблюдаются при условиях включения ЭМПТН с ПИО, когда _I = _II = _III = 0 и Ф_мостA , Ф_мостВ , Ф_мостС противоположны по знаку мгновенным значениям потоков установившихся состоянии Ф_мпрА , Ф_мпрВ , Ф_мпрС .

Тогда:

Ф_мА = Ф_ммаксА *е ^{- (R}_I^*t/L_I⁾ - cos ( * t) Ф_мостA *е ^{- (R}_I^*t/L_I⁾ ,

Ф_мВ = Ф_ммаксВ *е ^{- (R}_1I^*t/L_1I⁾ - cos ( * t + 120⁰) Ф_мостB *е ^{- (R}_II^*t/L_II⁾ ,

Ф_мC = Ф_ммаксC *е ^{- (R}_1II^*t/L_1II⁾ - cos ( * t -120⁰) Ф_мостC *е ^{- (R}_III^*t/L_III⁾.

Эти превышения мгновенных значений магнитных потоков в переходном режиме включение электрических нагрузок, токи которых протекают через первичные обмотки ЭМПТН с ПИО и приводят к появлению бросков намагничивающие токи, которые может во многих раз превысить нормальные токи протекающие через токопроводы - первичные обмотки ЭМПТН с ПИО. Связь между магнитными потоками и токами определяется кривой намагничивания стали магнитопровода, т.е. зависимостью индукции В от напряженности поля Н. По закону полного тока связь между токами в токопроводах - первичных обмотках ЭМПТН с ПИО и напряженностью Н имеют вид: i = H * l_м / W_I , где l_м - длина средней линии магнитопровода, W_I - число витков первичной обмотки ЭМПТН с ПИО токопровода одной фазы трехфазной электрической сети.

Наличие активного сопротивления приводит к затуханию высокочастотных колебаний и кривая тока принимает установившийся синусоидальный характер с опережающим сдвигом по фазам по отношению к напряжении u. Если бы трехфазные электрические цепи были без индуктивности (L_А = L_В = L_С = 0), то наблюдалась бы большой начальный бросок тока, начиная с которого ток постепенно приближался бы к установившемуся синусоидальному значению.

Для трехфазной электрической сети источника реактивной мощности - косинусной конденсаторной установки (ККУ) мощностью Q_{Н ККУ} = 50 кВАр, токами I _эвхА = I _{эвх В} = I _эвхС = 76 А, L_А = L_В = L_С = 10^-3 Гн, С_А = С_Б = С_С = 10^-7 Ф, напряжением U_эвхА = U_эвхВ = U_эвхС = 380 В, полными сопротивлениями Z_эА = Z_эВ = Z_эС = 0,289 Ом, магнитные потоки Ф_ммаксА = Ф_ммаксВ = Ф_ммаксС = U_макс / (W_I * ) = 380 / (1 * 2 * 3,14 * 50) = 0, 70637 Вб.. созданные токопроводами- первичными обмотками ЭМПТН с ПИО на основе вышеприведенных формул, описывающие динамические режимы измененяются по времени в магнитной системе графиками, представленной на рис. 4.2.



Рис. 4.2. Изменение магнитных потоков в магнитной системе ЭМПТН с ПИО при протекании токов по первичным обмоткам - токопроводам трехфазной электрической сети ККУ мощностью 50 кВАр

Заключение

1. Изучение вопросов преобразования больших переменных токов в электроэнергетических системах и устройствах, в частности в системах управления устройствами электроснабжения показал, что одним из причин их низкой эффективности являются неудовлетворительные технические характеристики используемых измерительных преобразователей, в частности преобразователей больших переменных токов. Установлено, что для повышения эффективности работы систем управления и контроля необходимо повысить точность и стабильность характеристик преобразования при динамических режимах работы, обеспечить регулирование диапазона преобразования измерительных преобразователей.

2. Сравнительный анализ основных характеристик существующих измерительных преобразователей токов показал, что наиболее полно требованиям систем управления и контроля отвечает ЭМП на основе ПИО. Предложена классификация способов изготовления ПИО. Установлено, что в существующих ЭМП на основе ПИО расширение функциональных возможностей осуществляется в основном регулированием количества витков первичной и вторичной обмоток.

3. Показана целесообразность совместного применения энергоинформационного и морфологического методов поискового проектирования при разработки новых ЭМП на основе ПИО. Установлено, что морфологический синтез ЭМП на основе ПИО по структурной схеме позволяет разработать новые ЭМП с требуемыми характеристиками без привлечения из автоматизированного банка данных дополнительных физико-технических эффектов, а составление морфологических матриц для каждого физико-технического эффекта параметрической структурной схемы ЭМП позволяет резко увеличить количество синтезируемых вариантов ЭМП и в конечном итоге выбрать их конструкции с требуемыми характеристиками.

4. Анализ работы разработанных ЭМП на основе ПИО показал, что наиболее полно требованиям систем управления и контроля отвечает ЭМП, функциональные возможности в котором расширена на основе ПИО и регулирования воздушного зазора между торцами магнитопровода. Показано, что они имеют расширенные функциональные возможности, унифицированные выходные сигналы, линейные статические характеристики, универсальность применения и относительно высокую точность преобразования во всех режимах работы.

6. Разработаны математические модели ЭМП на основе ПИО. Установлено, что известный принцип выбора расчетных параметров спрямленной характеристики намагничивания не всегда дает желаемую точность расчета электромагнитных и конструктивных параметров ЭМП.

7. Получены общее и частное аналитические решения уравнения Пуассона для потенциала электрического поля ЭМП. Выполнен расчет распределения приложенного напряжения и потенциала электрического поля вдоль поверхности изолятора разработанного ЭМП. Получено выражение и составлена таблица для расчета геометрических размеров изолятора ЭМП с учетом электрической прочности материала изолятора и коэффициента запаса прочности.

8. Анализ составляющих вторичного тока в динамическом режиме работы ЭМП на основе ПИО показал, что первый член представляет собой принужденную синусоидальную составляющую, второй член - свободная апериодическая составляющая, компенсирующие периодическую составляющего вторичного тока.

9. Выявлено, что основными источниками возможных погрешностей ЭМП на основе ПИО являются несовершенство метода, неточность изготовления и сборки, нестабильность характеристик материала сердечника, частоты тока и параметров нагрузки, а также неблагоприятные внешние условия. На основе анализа полученных аналитических выражений токовой и угловой погрешности установлено, что на точность преобразования наибольшее влияние оказывает нестабильность нагрузки и колебания частоты первичного тока. При этом максимальная приведенная погрешность не превышает ±0,5%.

10. Применение разработанного ЭМП на основе ПИО в системах управления устройствами электроснабжение приводит к повышению точности управления.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абакумов А.А. Преобразователи магнитных полей для систем управления.: Автореф. дис. … канд. техн. наук. -Уфа: УАИ, 1991. -19 с.

2. Азимов Р.К. Принципы построения и проектирования первичных преобразователей с распределенными параметрами для систем контроля и управления: Автореф. дис. … докт. техн. наук. - Ташкент: ТГТУ, 1993. - 32 с.

3. Аксенов Ю.П., Голебев А.В., Завидей В.И. Предприятие «ДИАКС». Контроль технического состояния трансформаторов тока ТФРМ на рабочем напряжении // Энергетик. - М., 2004. - № 3. - С. 29-30.

4. Алексеев В.А. Новые решения в технике измерения тока и напряжения на СВН // Энергохозяйство за рубежом. - 1992. - №5. - С. 17-20.

5. Алиев И.И., Калганова С.К. Электротехнические материалы и изделия. Справочник. - М.: РадиоСофт, 2005. - 352 с.

6. Амеличев В.В., Галушков А.И., Цаплыгин Ю.А. Оптимизация режима работы интегрального магниточувствительного элемента на основе эффекта Холла // Измерительная техника. - 1994. - №4. - С. 37-41.

7. Амиров С.Ф. Электромагнитные датчики параметров движения для систем управления гидромелиоративными объектами: Автореф. дис. … докт. техн. наук. - Астрахань: АГТУ, 1997. - 32 с.

8. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники // Электрические цепи. - М.: Гардарики, 2006. - 701 с.

9. Болотин О.А., Портной Г.Я., Даниленко А.П. Разработка эффективных датчиков больших токов // Приборы и системы управления. - М., 1992. -№4. -С. 31-32.

10. Болотин О.А., Портной Г.Я., Портных О.А., Тихонов В.И. Датчик измерения тока на основе магниточувствительной ГИС // Приборы и системы управления. - М., 1992. - №2. -С. 27-28.

11. Бордаев В.В., Гуртовцев А.Л., Чижонок В.И. Испытание, выбор и применение низковольтных однофазных измерительных трансформаторов тока // Электрические станции. - 2004. - №4. - С. 37-45.

12. Патент РУз. №04185. Устройство для преобразования несимметричности трехфазного тока в напряжение / Амиров С.Ф., Азимов Р.К., Сиддиков И.Х., Хакимов М.Х., Хушбоков Б.Х., Саттаров Х.А. // Расмий ахборотнома. - 2010. - №6.

13. Решение о выдаче основного Патента РУз. №IAP 2008 0342. Преобразователь тока в напряжение / Амиров С.Ф., Азимов Р.К., Сиддиков И.Х., Хакимов М.Х., Хушбоков Б.Х., Назаров Ф.Д., Рустамов Д.Ш. //

14. Сиддиков И.Х., Назаров Ф.Д., Сиддиков О.И. Анализ принципов построения преобразователей несимметричности трехфазного тока в напряжение (тезисы )// Республиканская конференция с участием зарубежных представителей «Опыт внедрения энергосберегающих технологии». Жиззах, ЖизПИ, 2009 г.

15. Техническое творчество: теория, методология, практика. Энциклопедический словарь-справочник /Под. ред. Половинкина А.И., Попова В.В. - М.: НПО «Информ-система», 1995. - 408 с.

16. Сиддиков И.Х., Хакимов М.Х., Назаров Ф.Д, Даминов Х. Исследование преобразователя тока в напряжение с плоскими измерительными обмотками и применение.(тезисы доклада)// Республиканская конференция с участием зарубежных представителей «Опыт внедрения энергосберегающих технологии». Жиззах,ЖизПИ, 2009 г.

17. Ураксеев М.А., Марченко Д.А. Магнитооптические датчики тока и магнитного поля на эффекте Фарадея // Приборы и системы управления. -М., 1999. -№ 12. - С. 33--36.

18. Ураксеев М. А., Марченко Д. А., Марченко Р. А. Магнитооптические эффекты и датчики на их основе // Датчики и системы. - 2001.- №1. - С. 60-63.

19. Фигурнов Е.П. Релейная защита сетей тягового электроснабжения. - М.: Маршрут, 2006. - 272 с.

20. Сиддиков И.Х., Назаров Ф.Д, Маматкулов А. Принцип построения преобразователя тока в напряжение (статья) // ТашГТУ, Журнал «Техника маскани» N2 - Ташкент, 2010 г.

21. Хисамова Л.И. Преобразователи тока с расширенными функциональными возможностями. (статья)// ТашГТУ Журнал «Энерго ресурсосбрежения» N3-4 - Ташкент, 2010 г.

22. Сиддиков И.Х., Назаров Ф.Д., Анарбоев М., Хонтураев И. Принципы построения преобразователей тока с расширенными функциональными возможностями. (тезисы доклада)// Республиканская конференция с участием зарубежных представителей «Опыт внедрения энергосберегающих технологии» Тошкент, ТошДТУ Апрел 2010 г. -С. 80-82.

23. Шабад М.А. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты . (Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик»; Вып. 1). -М.: НТФ «Энергопрогресс», 1998. - 64 с.

24. Шмурьев В.Я. Цифровые защиты. (Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик», вып. 2). - М.: НТС «Энергопрогресс», 1999. - 5 с.

25. Шуляк В.Г. Расчет измерительных органов релейной защиты энергосистемы. Учебное пособие. - М.: МЭИ, 1991. - 135 с.

26. Черненко В.А. Исследование установившихся и переходных режимов работы одноступенчатых трансформаторов тока: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Киев, 2002. - 28 с.

27. Черников Г.Б., Евликов А.А. Трансформаторы тока в схемах вентильных преобразователей. - М.: Энергия, 2007. - 136 с.

28. Чернин А.Б. Токи намагничивания трансформаторов тока. - Электрические станции.- 2003.- № 3. - С. 24 - 27.

29. Эткинд Л.Л. О межгосударственной стандартизация измерительных трансформаторов, соответствии и противоречии ведомственных и нормативно-технических документов межгосударственным и государственным стандартам // Электро. - 2003. - №1. - С. 47-49.

30. Юсупбеков Н.Р., Игамбердиев Х.З., Маликов А.В. Основы автоматизации технологических процессов: Учебное пособие для высшего и среднего специального образования. В 2-х ч. - Т.: ТГТУ, 2007. Ч.1. - 152 с.

31. Юсупбеков Н.Р., Игамбердиев Х.З., Маликов А.В. Основы автоматизации технологических процессов: Учебное пособие для высшего и среднего специального образования. В 2-х ч. - Т.: ТГТУ, 2007. Ч.2. - 115 с.

32. An optical current comparator / Chu D.C.B., Ning Y.N., Jakson D.A. // Meas. Sci. and Technol.- 1993.-4.- №11.

33. International standard 60044-1©IEC: 1996 “Instrument transformers - Part 1: Current transformers”.

34. Kazakov M.K. Using the current law in discrete form for measuring high direct currents // Electrical Technology. - 1997.- № 3. (Elsevier Science Ltd, Great Britain).

35. Material “megamorphs “in magnetic field // Mach .Des. -1994.-66.-№15.

36. Optical current transducers for power systems: A review \\ IEEE Trans Power. Deliv. -1994.-9.-№4.

37. Schaumburg H.. Werkstoffe und Bauelemente der Elektrotechnik. Sensoren. B.G. Teubner. Stuttgart, 1992.- 517с.

38. Schaumburg Н.. Werkstoffe und Bauelemente der Elektrotechnik. Sensorenwendungen. B.G. Teubner. Stuttgart, 1995.- 524с.

39. Transformator de intensidad para metrolgia // Garsia Eduardo. Mundo electron. -1990.-№203.(Исп).

40. Zykin F.A., Kazakov M.K. Development of precision measuring transducers of high direct currents //Тез.науч. -техн. сем. «Проблемы энергетики и пути их решения». -Барселона(Испания),1997.

41. www.matlab.com.

Размещено на Allbest.ru

...