DOI: https://doi.org/10.30977/VEIT.2226-9266.2019.15.0.82

Індуктивне збудження послідовного RLC-контуру прямокутними імпульсами напруги. Розрахункові співвідношення

Юрий Викторович Батыгин, Татьяна Владимировна Гаврилова, Светлана Александровна Шиндерук, Георгий Сергеевич Сериков, Ирина Алексеевна Серикова, Евгений Евгеньевич Черный

Анотація


Постановка проблеми. У відомих теорії і додатках умови «резонансу напруг» сформульовані, як правило, тільки для синусоїдального сигналу, на певній частоті і в усталеному режимі. Проте з практичної точки зору представляє інтерес індуктивне збудження послідовного активно-реактивного контуру ангармонічними сигналами. Мета. Метою цієї роботи є отримання розрахункових співвідношень для характеристик індуктивного збудження резонансу напруг в системі з двох індуктивно зв'язаних послідовних активно-реактивних контурів ангармонічними сигналами, спектр яких поряд з основною частотою коливань містить, так звані, вищі гармоніки з частотами, кратними основному типу коливань. Методика. За допомогою граничних переходів до відповідних аналогів в авторитетних спеціальних публікаціях показана достовірність знайдених базових аналітичних залежностей для струмів, що збуджуються і напруг. Отримані розрахункові співвідношення базуються на фізично «прозорих» феноменологічних положеннях і строгому математичному підході з використанням апарату теорії електричних ланцюгів. Результат. Рішенням завдання про перехідний процес знайдена амплітудно-часова форма струму, що збуджується. Отримана залежність дозволяє проаналізувати процеси, що протікають, визначити вплив схемних електричних параметрів і встановити внесок вищих гармонік в формування вихідного сигналу, а також обчислити конкретні показники дієвості та ефективності розглянутої системи при ангармонічному збудженні. Наукова новизна полягає в отриманні розрахункових амплітудно-часових залежностей для струму у вторинному контурі при індуктивному збудженні резонансу напруг в системі з двох індуктивно зв'язаних послідовних активно-реактивних контурів ангармонічними сигналами, спектр яких поряд з основною частотою коливань містить, так звані, вищі гармоніки з частотами, що є кратними основному типу коливань. Практична значимість. Отримані вирази необхідні для аналізу і проектування електротехнічних пристроїв з резонансними компонентами, наприклад, для живлення високоомного навантаження підвищеною напругою, в пристроях індукційного нагріву та ін.


Ключові слова: трансформатор Тесла; RLC-контур; резонанс напруг; ангармонічний сигнал; резонансний контур; активно-реактивний контур.


Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Tesla N. Lectures. Patents. Articles. 2019. URL: https://ru.scribd.com/document/329266819/Nikola-Tesla-Lectures-Patents-Articles (дата обращения 20.03.2019).

Tesla N. My Inventions: and Other Writings // First Edition, First edition. Mineola, New York: Dover Publ. 2016. 144 p.

Tesla N., Shedleski T. Inventions of Nikola Tesla: A Complete Set of Patents. Paperback Publ. 2014. 610 p.

Яворский В. Энергия из ниоткуда. Наука и жизнь. 1998. №10. С. 78–79.

P.H. Plesch: High Vacuum Techniques for Chemical Syntheses and Measurements. Cambridge University Press. 2009. 167 p.

Agheb E., Hayati Soloot A., Niayesh K., Hashemi E., Jadidian J. On the Optimum Design of Air-Cored Tesla Transformers. Acta Physica Polonica-Series A General Physics. 2009. vol.115. №.6. P. 1152–1154.

Резонансный усилитель мощности тока промышленной частоты. 2010. URL: http://allpowr.su/ru/33 (дата обращения 20.03.2019).

Пат. 95481 України. Спосіб індукційного нагріву металевих елементів автомобільних конструкцій Опубл. 25.12.2014.

Индуктор, индукционное оборудование. 2014. URL: www.индуктор – авто.рф (дата обращения 25.03.2019).

Craven, R. M., Smith, I. R., Novac, B. M. Optimizing the secondary coil of a Tesla transformer to improve spectral purity. IEEE Transactions on Plasma Science. 2014. vol.42, №.1, P. 143–148.

Атабеков Г.И. Основы теории цепей. Л: Энергия. 2006. 220с.

Korn G.A. Korn T.M. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review 2nd ed. New York: Dover Publ. Inc. 2000. 1152 p.

References

Tesla N. Lectures. Patents. Articles. 2019. Retrived from: https://ru.scribd.com/document/329266819/Nikola-Tesla-Lectures-Patents-Articles (accessed: 20.03.2019).

Tesla N. (2016) My Inventions: and Other Writings. First Edition, First edition. Mineola, New York: Dover Publ.

Tesla N., Shedleski T. (2014) Inventions of Nikola Tesla: A Complete Set of Patents. Paperback Publ.

Iavorskii V. (1998) Energiia iz niotkuda [Energy from nowhere] Nauka i zhizn', 10, 78–79 [in Russian].

P.H. Plesch (2009) High Vacuum Techniques for Chemical Syntheses and Measurements. Cambridge University Press.

Agheb E., Hayati Soloot A., Niayesh K., Hashemi E., Jadidian J. (2009) On the Optimum Design of Air-Cored Tesla Transformers. Acta Physica Polonica-Series A General Physics, 115(6), 1152–1154.

Rezonansnyj usilitel' moshhnosti toka pro-myshlennoj chastoty [Resonant power amplifier current industrial frequency] Retrived from: http://allpowr.su/ru/33 (accessed: 20.03.2019) [in Russian].

Pat. 95481 Ukrayiny`. Sposіb іndukcіjnogo nagrіvu metalevih elementіv avtomobіl'nih konstrukcіj. [The method of induction heating of metal elements automotive structures]. Opubl. 25.12.2014 [in Ukrainian].

Induktor, indukcionnoe oborudovanie [Inductor, induction equipment]. Retrived from: www.индуктор – авто.рф (accessed: 25.03.2019) [in Russian].

Craven, R. M., Smith, I. R., Novac, B. M. (2014) Optimizing the secondary coil of a Tesla transformer to improve spectral purity. IEEE Transactions on Plasma Science. 42(1), 143–148.

Atabekov G.I. (2006) Osnovy teorii cepej. [Fundamentals of the theory circuit]. L: Jenergija.

Korn G.A. Korn T.M. (2000) Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review 2nd ed. New York: Dover Publ. Inc.




All rights reserved 2018 © KhNAHU