Дослідження електромагнітних перетворювачів струму для керування джерелами реактивної потужності

Abstract

У роботі наведені результати дослідження електромагнітних перетворювачів струму для контролю реактивної потужності систем електропостачання, що є досить актуальним в даний час, оскільки дані пристрої використовуються в якості первинних елементів перетворення сигналу про роботу джерел і споживачів систем електропостачання для забезпечення безперебійної роботи електрообладнання. Проаналізовано розподіл магнітного потоку у магнітній системі електромагнітного перетворювачадатчика сигналу, тобто процес перетворення первинного електричного струму системи електропостачання у вихідний електричний сигнал (напруга), що зручний для прийому та обробки. Це дозволяє збільшити можливості розробки нових конструкцій на основі цифрової технології. В роботі наведена графова модель магнітного кола перетворення первинного електромагнітного перетворювача дозволяє визначити значення магніторушійних сил у вузлах даної графової моделі. Вирішено питання можливості широкого застосування первинних електромагнітних перетворювачів струму з високою точністю, лінійністю вихідних характеристик, уніфікованими вихідними величинами, розширеними спектрами перетворюваних величин та вирішено питання обмеження їх використання через недостатнє формування принципів побудови, методів розрахунку і проектування розподілених магнітних систем перетворювачів струму. В роботі також наведено залежності магніторушійної сили і зміни магнітного потоку в залежності від кількості ділянок розбиття кола перетворення – n, статичні характеристики при зміні повітряного зазору, та залежність вихідної напруги від кількості витків. В підсумку було встановлено, що використання моделі з розподіленими параметрами підвищило точність розрахунку сигналу керування при адаптивному керуванні гібридними джерелами реактивної потужності; проведені на основі графових моделей експерименти забезпечили уніфіковане значення вихідного сигналу при відповідних встановлених величинах повітряного зазору магнітопроводу та кількості витків чутливого елемента; стале значення вихідного сигналу керування відносно вхідного сигналу після включення первинного електромагнітного перетворювача струму у вторинну напругу досягнуто в інтервалі часу, що нижче гранично допустимого.

В работе приведены результаты исследования электромагнитных преобразователей тока для контроля реактивной мощности систем электроснабжения, что является весьма актуальным в настоящее время, поскольку данные устройства используются в качестве первичных элементов преобразования сигнала о работе источников и потребителей систем электроснабжения для обеспечения бесперебойной работы электрооборудования. Проанализировано распределение магнитного потока в магнитной системе электромагнитного преобразователя датчика сигнала, то есть процесс преобразования первичного тока системы электроснабжения в выходной электрический сигнал (напряжение), который удобен для приема и обработки. Это позволяет увеличить возможности разработки новых конструкций на основе цифровой технологии. В работе приведена графовая модель магнитной цепи преобразования первичного электромагнитного преобразователя позволяет определить значение магнитодвижущих сил в узлах данной графовой модели. Решен вопрос возможности широкого применения первичных электромагнитных преобразователей тока с высокой точностью, линейностью выходных характеристик, унифицированными выходными величинами, расширенными диапазонами преобразуемых величин и решен вопрос ограничения их использования из-за недостаточного формирования принципов построения, методов расчета и проектирования распределенных магнитных систем преобразователей тока. В работе также приведены зависимости магнитодвижущей силы и изменения магнитного потока в зависимости от количества участков разбиения круга преобразования - n, статические характеристики при изменении воздушного зазора, и зависимость выходного напряжения от количества витков. В итоге было установлено, что использование модели с распределенными параметрами повысило точность расчета сигнала управления при адаптивном управлении гибридными источниками реактивной мощности; проведены на основе графовых моделей эксперименты обеспечили унифицированное значение выходного сигнала при соответствующих установленных величинах воздушного зазора магнитопровода и количества витков чувствительного элемента; установившееся значение выходного сигнала управления относительно входного сигнала после включения первичного электромагнитного преобразователя тока в вторичное напряжение достигнуто в интервале времени, ниже предельно допустимого.

In this paper, the results of the study of electromagnetic current converters to control the reactive power of power supply systems, which are quite relevant at present, since data devices are used as primary elements of transforming a signal about the work of sources and consumers of power supply systems to ensure uninterrupted operation of electrical equipment. The distribution of a magnetic stream in the magnetic system of an electromagnetic transducer signal signal is analyzed, that is, the process of converting the primary electric current of the power supply system to the output electrical signal (voltage), which is convenient for reception and processing. This allows you to increase the development of new designs based on digital technology. In the work, the graph model of the magnetic circle transformation of the primary electromagnetic converter allows you to determine the valuesof magnetorus forces in the nodes of this graph model. The issue of the possibility of a wide use of primary electromagnetic current converters with high accuracy, the linearity of the output characteristics, unified output values, extended spectra of converted values and solved the issue of limiting their use due to the lack of formation of constructs, methods of calculation and design of distributed magnetic systems of current converters. In the work, the dependence of the magnetical force and changes in the magnetic stream, depending on the number of sections of the breakdown of the transformation circle - N, static characteristics when changing the air gap, and the dependence of the output voltage on the number of turns. As a result, it has been found that the use of a model with distributed parameters increased the accuracy of the calculation of the control signal in adaptive control of hybrid sources of reactive power; Conducted on the basis of graph models, experiments provided a unified value of the output signal with the corresponding established values of the air gap of the magnetic circuit and the number of turns of a sensitive element; The steel value of the control signal relative to the input signal after the inclusion of the primary electromagnetic current converter to the secondary voltage is achieved in the time interval that is lower than the maximum allowable.