(3)
Коэффициенты аппроксимации степенного полинома определим из условия эквивалентности гармонического спектра напряженности поля. Для упрощения расчетов эквивалентирование двух выражений аппроксимации выполним при синусоидальной индукции. Приравнивая коэффициенты при членах с одинаковой частотой в выражениях разложения в ряд Фурье напряженности поля при использовании основной и эквивалентной аппроксимации, получим:
(4)
где ,
- модифицированная функция Бесселя первого
и третьего порядка соответственно.
Из полученной системы уравнений можно определить коэффициенты аппроксимации степенного полинома:
, (5)
. (6)
Значение индукции первой гармоники в выражении эквивалентной аппроксимации определим из соотношения:
, (7)
где -
значение индукции первой гармоники в выражении основной аппроксимации.
Значение базисной индукции определим из выражения:
(8)
С учетом полученных соотношений можно записать выражение эквивалентной аппроксимации в относительных единицах:
(9)
Принимаем закон изменения индукции в сердечнике преобразователя в виде:
(10)
Подставив уравнение (10) в (9) выделим из кривой напряженности поля третью гармонику:
(11)
В режиме холостого хода преобразователя:
(12)
Отсюда получим:
(13)
Из уравнения (13) можно легко определить эквивалентное значение амплитуды индукции третьей гармоники. Обратный переход к величинам, соответствующим выражению основной аппроксимации, можно осуществить с помощью базисных единиц.
При использовании эквивалентной аппроксимации кривой намагничивания полная выходная и входная мощность преобразователя в относительных единицах может быть определена из выражения:
, (14)
где – номер
гармоники;
- реактивная компенсирующая мощность
–той гармоники.
Активную и реактивную компенсирующую мощность первой и третьей гармоники определим из следующих выражений:
, (15)
, (16)
(17)
Из приведенных
уравнений следует, что при неизменной величине индукции основной гармоники
максимально преобразуемой мощности соответствует угол ,
а минимальной компенсирующей мощности -
.
В соответствии с методом наискорейшего спуска отыскание минимума критерия оптимальности будем выполнять, начиная с определения оптимального значения индукции третьей гармоники по выражению:
(18)
Начальное значение амплитуды индукции третьей гармоники определим из режима холостого хода устройства по уравнению (13).
Величина шага в уравнении (18) определяется из выражения:
(19)
Величина
оптимального угла в уравнении (19) определяется
начальной фазой амплитуды индукции третьей гармоники:
(20)
где
Обратный переход от полученных результатов к размерности, соответствующей основной аппроксимации, можно выполнить с помощью базисных величин:
(21)
(22)
где -
базисная мощность;
- базисная проводимость.
Литература
1. Каримов А. С., Турдыев М. Г. Особенности возбуждения субгармонических колебаний в многоконтурных феррорезонансных целях переменного тока. – Электричество, 1979.
2. Ешелькин В. М, Бурыкин В. В. Передача активной мощности в системе ферромагнитный преобразователь частоты – синхронная машина. – Известия высших учебных заведений. Серия Энергетика, 1981.
3. Бертинов А. И., Кофман Д. Б. Тороидальные трансформаторы статических преобразователей. – М.: Энергия, 1970.
4. Бальян Р. Х. Трансформаторы для радиоэлектроники. – М.: Радио, 1971.
5. Обрусник В. П. Дискретно-управляемые ферромагнитные элементы для преобразования параметров электроэнергии. – М.: Наука,1979.
6. Бамдас А. М., Блинов И. В., Захаров Н. В., Шапиро С. В. Ферромагнитные умножители частоты. – М.: Энергия, 1968.
7. Баженов И. А. Исследование регулируемости статических ферромагнитных нечетнократных умножителей частоты. Автореф. дисс. канд. техн. наук. – Минск, 1971.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.