РЕЗОНАНСНИЙ ПІДСИЛЮВАЧ АКТИВНОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ПОТУЖНОСТІ З ДОДАТКОВИМ ДЖЕРЕЛОМ НАПРУГИ. ПРОПОЗИЦІЇ, АНАЛІЗ, ЧИСЛОВІ ОЦІНКИ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2023.03.01Ключові слова:
резонансний підсилювач активної напруги, активно-реактивні електричні кола, резонанс напруги, резонанс струмівАнотація
Проблема підвищення енергозбереження у промисловості призводить до необхідності розробки нових технічних пристроїв. В роботі представлена та проаналізована схема резонансного підсилювача активної електричної потужності, проведені оцінки характеристик електромагнітних процесів для фундаментального обґрунтування роботи реальних приладів на основі даної схеми. Математичний аналіз електромагнітних процесів, що відбуваються, проводився строгими методами теорії електричних контурів. Показано переваги даної схеми в порівнянні з аналогічними попередніми пропозиціями. У складі приладу розглянуті чотири активно-реактивних контури, які індуктивно пов'язані між собою. Перший з них – це вхідний контур з джерелом гармонічного сигналу, який необхідно посилити. Другий контур генерує посилену реактивну потужність в режимі «резонанс напруги». Третій контур з додатковим джерелом напруги здійснює вихід реактивної потужності з другого контуру в режимі «резонанс струмів» без зворотного впливу на процеси підсилення. Четвертий контур, індуктивно з'єднаний з третім контуром, містить вихідне навантаження – резистор, який моделює виділення активної потужності. На основі аналізу та чисельної оцінки характеристик процесів, що протікають у запропонованій схемі резонансного підсилювача активної електричної потужності, показана її принципова працездатність. Проведені розрахунки експериментальної моделі дозволили сформулювати рекомендації щодо вибору елементів схеми робочого резонансного підсилювача з високим коефіцієнтом корисної дії для низькоомних вихідних навантажень. Розглянуті реальні параметри приладу дозволяють шляхом вибору елементної бази виключити до мінімуму розсіювання енергії перетворених електричних сигналів і підвищити коефіцієнт підсилення електричної потужності гармонічних струмів та напруги. Отримані результати можна розглядати як практичні рекомендації для створення реальних пристроїв для підсилення активної електричної потужності при застосуванні у різних галузях промисловості.
Посилання
Energy Technology Perspectives 2017. Catalysing Energy Technology Transformations. International Energy Agency, France: IEA Publications, 2017. doi: 10.1787/energy_tech-2017-en.
Petrović S. N., Diachuk O., Podolets R., Semeniuk A., Bühler F., Grandal R., Boucenna M., Balyk O. Exploring the long-term development of the ukrainian energy system. Energies, 2021, vol. 22, no. 14, pp. 7731, doi: 10.3390/en14227731.
Mengi-Dincer H., Ediger V. S., Yesevi C. G. Evaluating the International Renewable Energy Agency through the lens of social constructivism. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021, vol. 152, pp. 111705, doi: 10.1016/j.rser.2021.111705.
Mercure J.-F., Salas P., Vercoulen P., Semieniuk G., Lam A., Pollitt H., Holden P. B., Vakilifard N., Chewpreecha U., Edwards N. R., Vinuales J. E. Reframing incentives for climate policy action. Nature Energy, 2021, vol. 12, no. 6, pp. 1133-114, doi: 10.1038/s41560-021-00934-2.
Kies A., Schyska B., Bilousova M., Sayed O., Jurasz J., Stoecker H. Critical review of renewable generation datasets and their implications for European power system models. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021, vol. 152, pp. 111614, doi: 10.1016/j.rser.2021.111614.
Gong E., Ali S., Hiragond C., Kim H., Powar N., Kim D., Kim H., In S.-I. Solar fuels: research and development strategies to accelerate photocatalytic CO2 conversion into hydrocarbon fuels. Energy & Environmental Science, 2021, vol. 3, no. 15, pp. 880-937, doi: 10.1039/D1EE027114J.
Barrows S., Homer J., Orrell A. Valuing wind as a distributed energy resource: A literature review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021, vol. 152, pp. 1116782021, doi: 10.1016/j.rser.2021.111678.
Whittaker Ed.T. A History of the theories of ether and electricity vol. 1: The classical theories (2. ed.), London. Nelson Publ., 1951.
Etkin V. A. The Theoretical Basis’s of the Non-Fuel Power Engineering. Altaspera Publ. & Literary Agency Inc., 2013.
Tesla N. My Inventions and Other Writing. Dover Drift Edition. Dover Publication Inc., 2016.
Shedleski Ty. Inventions of Nikola Tesla: A Complete Set of Patents. Book Shed. 2014.
Boström C., Ekergård B., Leijon M. Electric resonance-rectifier circuit for renewable energy conversion. Applied Physics Letters, 2012, vol. 100(4), doi: 10.1063/1.3680097.
Tokio Ohta. Energy Technology: Systems, Sources and Frontier Conversion. Elsevier Science Ltd., 2012. 245 p.
Batygin Yu. V., Serikov G. S., Shinderuk S. A. Main calculation relationships in double-circuit of the resonant amplifier of electrical power. Bulletin of NTU "KhPI", 2018, vol. 32(1308), pp. 59-64.
Batygin Yu. V., Shinderuk S. A., Serikov G. S. The quantitative indices of the induction effects and the resonance phenomena in the Tesla transformer. Danish Scientific Journal, 2018, vol. 11-1, pp. 72-79.
Likhovid Yu. M. The resonant power amplifier. Patent UA №103215. 2015.
Batygin Yu. V., Shinderuk S. A., Serikov G. S., Yeryomina E. F. Rezonansnyj posyljuvach elektrychnoi' potuzhnosti. Eksperymental'ni doslidzhennja. Perspektyvni tehnologii' ta prylady. 2018, vol. 13, pp. 18-25.
Batygin Yu. V., Shinderuk S. O., Chaplygin E. O., Fendrikov D. V. Double-circuit resonant electric power amplifier for magnetic-pulse processing of metals. Tekhnichna Elektrodynamika, 2022, vol. 3, pp. 29-36, doi: 10.15407/techned2022.03.029.
Batygin Yu. V., Shinderuk S. O., Yeryomina O. F., Chaplygin E. A. Electromagnetic processes in a flat rectangular system with an inductor between thin bifilar coils. Tekhnichna Elektrodynamika, 2021. vol. 1, pp. 3-9, doi: 10.15407/techned2021.01.003.
Thomson J. J. Elements of the Mathematical Theory of Electricity and Magnetism. Wentworth, 2016.
Kantorovich L. Mathematics for Natural Scientists. Fundamentals and Basics. Springer Nature Switzerland AG, 2016. 526 p., doi: 10.1007/978-1-4939-2785-2.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
