CC BY
16
ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ТОКА НА БАЗЕ МАГНИТНОГО
УСИЛИТЕЛЯ
Файзиев М.М.1, Абдурасулов А.2, Маматкулов А.Н.3, Каримов И.Н.4, Мустаев РА.5,Тоштурдиев Ш.Ж.6 Email: Fayziev1161@scientifictext.ru
Файзиев Махманазар Мансурович - кандидат технических наук, доцент, кафедра электроэнергетики, факультет энергетики;
2Абдурасулов Абдихалил - кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра математики, факультет нефти-газа, 3Маматкулов Асом Норович - старший преподаватель; 4Каримов Илхом Нормаматович - соискатель, ассистент; 5Мустаев Руслан Актамович - соискатель, ассистент;
6Тоштурдиев Шохислом Жума угли - студент, кафедра электроэнергетики, факультет энергетики, Каршинский инженерно-экономический институт, г. Карши, Республика Узбекистан
Аннотация: основные элементы магнитного усилителя - входная обмотка, обмотка управления и выходная обмотка, состоящая из магнитопровода с двумя или более обмотками. Для анализа и выявления наиболее существенных зависимостей, характеризующих процессы в электромагнитном устройстве, используют математическую аппроксимацию кривых намагничивания. При анализе процессов в магнитных усилителях наиболее простой и эффективной является кусочно-линейная аппроксимация. В обмотке управления магнитного усилителя, применяя электрорезонансные контуры, можно получить стабилизацию тока, то есть зарядного устройства.
Для исследования управляемого электромагнитного элемента аппроксимируем кривую намагничивания степенной функцией, вводя безразмерные и базисные величины и используя биномиальные коэффициенты, на основе метода гармонического баланса, получена базовыми уравнениями для построения вольтамперных характеристик зарядного устройства. В научной статье приведен теоретический анализ зарядного устройства на базе магнитного усилителя. Это даёт возможность теоретического анализа зарядного устройства для тока на базе магнитного усилителя. Для зарядки аккумуляторных батарей экологически чистой современной надземной техники, электромобилей, военной техники, электрооборудования нефтегазовой, водохозяйственной и других отраслей. Ключевые слова: рабочая обмотка, обмотка управления, выходная обмотка, магнитной усилитель, амплитуда переменной составляющей магнитного потока, магнитный поток в сердечнике, коэффициенты и степень аппроксимирующей функции, метода гармонического баланса, базисные и безразмерные коэффициенты. Для зарядки аккумуляторных батарей экологических чистой современной надземных техники, электромобилей, военных техника, электрооборудование нефтегазовой, водохозайственной и других отраслей.
CHARGER FOR CURRENT BASED ON MAGNETIC AMPLIFIER Fayziev M.M.1, Abdurasulov A.2, Mamatkulov A.N.3, Karimov I.N.4, Mustaev R.A.5, Toshturdiyev Sh.J.6
1Fayziev Makhmanazar Mansurovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT OF ELECTRIC POWER ENGINEERING, FACULTY OF ENERGY; 2Abdurasulov Abdihalil - Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT OF MATHEMATICS, FACULTY OF OIL-GAS;
3Mamatkulov Asom Norovich - Senior Lecturer; 4Karimov Ilhom Normamatovich - Applicant, Assistant;
5Mustaev Ruslan Aktamovich - Applicant, Assistant;
6Toshturdiyev Shohislom Juma o 'g 'li - Student, DEPARTMENT OF ELECTRIC POWER ENGINEERING, FACULTY OF ENERGY, KARSHIENGINEERING ECONOMIC INSTITUTE, KARSHI, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: magnetic amplifier - the main element of which are the input winding, control winding and the output winding consisting of a magnetic circuit with two or more windings. For the analysis and identification of the most significant dependencies characterizing the processes in an electromagnetic device, a mathematical approximation of the magnetization curves is used. When analyzing processes in magnetic amplifiers, the most simple and efficient is the piecewise linear approximation. In the control winding of a magnetic amplifier, applying electroresonant circuits can be obtained by stabilizing the current, that is, the charger. To study a controlled electromagnetic element, we approximate the magnetization curve by a power function, introducing dimensionless and basic values, and using binomial coefficients, based on the harmonic balance method, obtained by the basic equations for constructing the current-voltage characteristics of the charger. The scientific article presents a theoretical analysis of a charger based on a magnetic amplifier. This makes it possible to theoretically analyze a charger for a current based on a magnetic amplifier. To charge the batteries of environmentally friendly clean modern elevated technology, electric vehicles, military equipment, electrical equipment for gas, water, and other industries.
Keywords: working winding, control winding, output winding, magnetic amplifier, amplitude of the variable component of the magnetic flux, magnetic flux in the core, the coefficients and degree of the approximating function, the method of harmonic balance, basic and dimensionless coefficients.
УДК 621.721.025
Зарядные устройства относятся к электроэнергетике, а именно к электротехнике. Магнитный усилитель - основными элементами которого являются входная обмотка, обмотка управления и, выходная обмотка, состоящая из магнитопровода с двумя или более обмотками [1]. Выходная обмотка или рабочая обмотка, состоящая из магнитопровода и обмоток, включается последовательно с нагрузкой, отличается простотой конструкции, высокой надёжностью, постоянной готовностью к работе, высоким коэффициентом полезного действия и практически неограниченным сроком службы (рис. 1).
Рис. 1. Схема соединения зарядного устройства
Это устройство широко применяется в автоматических устройствах в качестве усилителей мощности, а также линейных и нелинейных преобразователей сигналов. Кроме того, в цепях управления магнитных усилителей сравнительно легко осуществляется суммирование большого количества сигналов.
Сердечник магнитного усилителя выполняется из специальных высококачественных материалов. Поэтому при анализе основных процессов в обмотки подмагничивания магнитного усилителя в ряде случаев допустимо аппроксимации действительной петли гистерезиса. В магнитном усилителе сердечника одновременно намагничивается электромагнитными полями переменного и постоянного тока, причем амплитуда
23
переменной составляющей поля, как правило, соизмерима или больше постоянной составляющей. Для анализа и выявления наиболее существенных зависимостей, характеризующих процессы в электромагнитном устройстве, используют математическую аппроксимацию кривых намагничивания. При анализе процессов в магнитных усилителях наиболее простой и эффективной является кусочно-линейная аппроксимация.
Обмотка подмагничивания магнитного усилителя служат для управления режима рабочая обмотка и питается постоянного тока [2]. Для исследования режима работы управляемого электромагнитного элемента аппроксимируем кривую намагничивания степенной функцией.
...... ........... (1)
раб раб
+ inodMa2WnodMaz = КХФ + Kn Фn,
где ipa6 - ток в рабочей обмотке,
раб
раб - число витков в рабочей обмотке, подмаг - ток в обмотке управления,
w i
w.
уподмаг - число витков в обмотке подмагничивания, K1, Kn, n - коэффициенты и степень аппроксимирующей функции, Ф - магнитный поток в сердечнике электромагнитного элемента.
Подключенные к рабочей обмотке магнитного усилителя напряжения переменного тока изменяется по закону [1]:
u = U, cos cot,
Тогда
u = w„
d0
U_
- sin (t + Ф„
ра6 dt ' Ф = í udt
Wpa6 OWpa6
Ф = Ф sin (ot + Ф0, (2) где Ф0 - амплитуда постоянной составляющей магнитного потока, Фт - амплитуда переменной составляющей магнитного потока,
Принимая, wpa6 = WnoÓMaz приведя к базисным и безразмерным коэффициентам, выражение запишем в следующем виде [1]:
(io + i)w = Кф + КпФn,
(o + i)w = К,Ф бХ + Kn Ф 6nxn,
Здесь,
Z = —, x =
m . '
Ф Ф,
КхФб КХФ6
■ = x + x
Z„ + zn = x + xn
U =
КФ
Ф6 = n-jl-
(3)
где
T = (t.
x = x„ +1. sin T,
Zmi6W
0* 6
w
6
Значения биномиальных коэффициентов могут быть определены из треугольника Паскаля[2]:. Учитывая, что
sin2T =1 (l - cos2r),
2 (5)
sin3 т = l (3sinr-sin3r),
После некоторых математических преобразований, уравнений (4) подставим в (3) для случая n = 3 .
На основе метода гармонического баланса, пренебрегая высшими гармониками из (5) получим в следующее уравнения:
Zo = Хо + Хо3 + -2 ХоХт , (6)
2 3 3 (7)
Zm = Хт + 3Х0 Хт + ^ Хт ,
Полученные зависимости являются базовыми уравнениями для построения обобщенных характеристик магнитного усилителя[3]. На основе (6, 7) построены характеристики (рис. 2), представляющие связь между амплитудами Х1т и Z1m для различных х0.
Рис. 2. Зависимость Zm — f (Хт ) для различных х0
Используя зависимости (6, 7) построены характеристики Z1m — / (Хт) которые пропорциональны вольтамперного характеристика магнитного усилителя для различных значений тока подмагничивания 2 о (рис. 3).
Рис. 3. Зависимость — /(Xm ) для различных z0 Цепь электрорезонансного контура записываем в следующее уравнение:
(8)
dФ Т
ы — w--+ —,
dt
dt
1\ — 1С +г g +гш,
. „А 2Ф гс — wС-.
С ,2 dt
сЛФ
А '
(9) (10)
гя — wg■
(11)
^ — К Ф + ^Ф".
(12)
w
w
Учитывая (8), (9), (10), (11), (12) и применяя метод гармонического баланса и группируя коэффициенты перед одинаковыми тригонометрическими функциями и вводя базисные величины, запишем выражения в безразмерном виде:
У 2т — ¿'X2т + X2т (ДХ"-т - 1 + £ + Д)\
В обмотки управления магнитного усилителя, применяя электрорезонансные контуры, можно получить стабилизации тока, то есть зарядного устройства. Это даёт возможность для теоретического анализа зарядного устройства тока на базе магнитного усилителя. Создать зарядноеустройство для тока на базе магнитного усилителя. Это широко применяется для зарядки аккумуляторных батарей экологически чистой современной надземной техники, электромобилей, военной техники, электрооборудования нефтнгазовой, водохозайственной и других отраслей.
Список литературы /References
1. Дорогунцев В.Г., Овчаренко Н.И. Элементы автоматических устройств энергосистем. М: «Энергия», 1979. 521 с.
2. Бессонов Л.А. Нелинейные электрические цепи. М: Высшая школа, 1964. 430 с.
3. Файзиев М.М., Тошев Т.У., Орипов А.А. Активно-индуктивная нагрузка стабилизатора на базе магнитного усилителя. Россия. Иваново. Журнал // Наука, техника и образование. № 3 (21), 2016. С. 46-48.
4. Кадыров Т.М.Анализ установившихся режимов ЭФМ цепей с падающими амплитудными характеристиками. Узбекский журнал // Проблемы информатики и энергетики, 1993. № 5. С. 33-37.
