Двополюсна схема заміщення електричного кола постійного струму з залежними джерелами напруги, еквівалентна за потужністю
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2021.85.5-13Ключові слова:
Двополюсна схема заміщення, еквівалентність за потужністю, максимізація ККДАнотація
Відомий понад століття принцип еквівалентного джерела, сформульований у вигляді теорем Тевенена та Нортона, нещодавно був удосконалений І. Барбі уведенням вимоги енергетичної еквівалентності первинного кола та його двополюсної схеми заміщення. Проаналізовано особливості та недоліки існуючих двополюсних схем заміщення електричного кола постійного струму (ЕКПС), еквівалентних первинному колу за потужністю, та сформульована мета роботи: втілення нового енергетичного змісту принципу еквівалентного джерела для класу ЕКПС, що містять як незалежні, так і залежні джерела напруги й резистори, шляхом розроблення нової двополюсної схеми заміщення та дослідження умов узгодження її навантаження для досягнення максимального ККД. Запропонована перша в цьому класі ЕКПС чотирьохелементна двополюсна схема заміщення, яка відрізняється від схемного еквівалента Барбі наявністю джерела струму, керованого струмом навантаження, вихідні затискачі якого приєднані до джерела напруги еквівалентного генератора. Відомі формули розрахунку параметрів елементів двополюсних схемних еквівалентів Тевенена та Нортона були доповнені новими аналітичними залежностями параметра залежного джерела струму від векторних і матричних коефіцієнтів макромоделі первинного кола в базисі контурних струмів та експериментальних даних дослідів розриву й замикання вихідних полюсів. Також встановлені нові аналітичні співвідношення для розрахунків узгодженого опору навантаження та величини максимального ККД нової двополюсної схеми заміщення. Достовірність результатів дослідження підтверджена еквівалентністю отриманих формул відомим співвідношенням, справедливим для іншого класу ЕКПС, та віртуальними експериментами з дослідження ват-вольтних характеристик і максимізації ККД первинного кола. Отримані результати можуть бути використані для енергетичної оптимізації ЕКПС, підсилювальні та перетворювальні елементи яких працюють в лінійному режимі роботи, що моделюються залежними джерелами напруги.
Посилання
Перелік посилань
Основи теорії кiл: Пiдручник для студентiв вищих навчальних закладiв. Ч.1/ Ю.О. Коваль, Л.В. Гринченко, I.О. Милютченко, О.I. Рибiн / За заг. редакцiєю В.М. Шокало та В.І. Правди. – X.: Компанія CMIT, 2008. – 432 с.
Alexander, Charles K. Fundamentals of electric circuits / Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku. – 5th ed. McGraw-Hill, New York, 2013, p. 992.
Новгородцев А. Б. 30 лекций по теории электрических цепей: учебник для вузов. – СПб, 1995. – 519 с.
L. Thévenin. Sur un Nouveaux Théoreme d’Electricité Dynamique, in Comptes Rendus des Séances de l’Academie des Sciences, Tome: 97, 1883.
E. L. Norton. Design of finite networks for uniform frequency characteristics, Bell Laboratories, Tech. Rep, TM26-0-1860, 1926.
V. D. Landon. The equivalent generator theorem, Proceedings of the Institute of Radio Engineers, Vol. 18, No. 2, 1930, pp. 294-297. DOI: 10.1109/JRPROC.1930.221995
A. T. Starr. A new theorem for active networks, Journal of the institution of Electrical Engineers, Volume: 73, Issue: 441, 1933, pp. 303-308. DOI: 10.1049/jiee-1.1933.0129.
J. Millman. A useful network theorem, Proceedings of the Institute of Radio Engineers, Volume: 28, Issue: 9, 1940, pp. 413–417. DOI: 10.1109/JRPROC.1940.225885.
D. H. Johnson, “Origins of the equivalent circuit concept: the voltage-source equivalent,” Proceedings of the IEEE, vol. 91, no. 4, pp. 636–640, 2003. DOI: 10.1109/JPROC.2003.811716.
D. H. Johnson, “Origins of the equivalent circuit concept: the current-source equivalent,” Proceedings of the IEEE, vol. 91, no. 5, pp. 817–821, 2003. DOI: 10.1109/JPROC.2003.811795.
I. Barbi, “Power conservative equivalent circuit for dc networks,” IEEE Access, vol. 8, pp. 113667–113674, 2020. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3004026.
L. Corradini, “General Power-Equivalent Synthesis of Resistive DC Networks,” IEEE Access, vol. 8, pp. 160711 - 160722, 2020. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3020652.
I. Barbi, “Unified Power Conservative Equivalent Circuit for DC Networks,” IEEE Access, vol. 8, pp. 178230 – 178237, 2020. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3027489.
Артеменко М.Ю., Петров Д.О. Енергетичні властивості двополюсної схеми заміщення електричного кола постійного струму, еквівалентної за потужністю. В зб. праць Міжнародної науково-технічної конференції РАДІОТЕХНІЧНІ ПОЛЯ, СИГНАЛИ, АПАРАТИ ТА СИСТЕМИ, 16 – 22 листопада 2020р.,м. Київ, Україна. С. 133-135.
Artemenko M., Batrak L. & Polishchuk S. New definition formulas for apparent power and active current of three-phase power system [Nowa definicja mocy pozornej i prądu czynnego w układzie trójfazowym]. Przeglad Elektrotechniczny, No. 95(8), pp. 81–85, 2019. DOI:10.15199/48.2019.08.20.
References
Koval L. V., Grinchenko I. O., Milutchenko O. I., Rybin O. I. Edited by Shokalo V. M. and Pravda V. I. Osnovy teorii kil [Basics of the electrical circuit theory]. Kharkiv, SMIT company, 2008. 432 p.
Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku. Fundamentals of electric circuits, 5th ed., McGraw-Hill, New York, 2013. 992 p.
Novgorodcev A. B. 30 lekcii po teorii elektricheskih tsepei [30 lectures on electrical circuit theory]. St.Pb, Politehnika, 1995. 519 p.
Thévenin L. Sur un Nouveaux Théoreme d’Electricité Dynamique, in Comptes Rendus des Séances de l’Academie des Sciences, Tome: 97, 1883.
Norton E. L. Design of finite networks for uniform frequency characteristics, Bell Laboratories, Tech. Rep, 1926, TM26-0-1860.
Landon V. D. (1930). The Equivalent Generator Theorem. Proceedings of the Institute of Radio Engineers, Vol. 18, No. 2, pp. 294-297. DOI: 10.1109/JRPROC.1930.221995.
Starr A. T. (1933). A new theorem for active networks. Journal of the Institution of Electrical Engineers, Volume: 73, Issue: 441, pp. 303-308. DOI: 10.1049/jiee-1.1933.0129.
Millman J. (1940). A Useful Network Theorem. Proceedings of the Institute of Radio Engineers, Volume: 28, Issue: 9, pp. 413–417. DOI: 10.1109/JRPROC.1940.225885.
Johnson D. H. (2003). Origins of the equivalent circuit concept: the voltage-source equivalent. Proceedings of the IEEE, vol. 91, no. 4, pp. 636-640. DOI: 10.1109/JPROC.2003.811716.
Johnson D. H. (2003). Origins of the equivalent circuit concept: the current-source equivalent. Proceedings of the IEEE, vol. 91, no. 5, pp. 817–821. DOI: 10.1109/JPROC.2003.811795.
Barbi I. (2020). Power Conservative Equivalent Circuit for DC Networks. IEEE Access, vol. 8, pp. 113667-113674. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3004026.
Corradini L. (2020). General Power-Equivalent Synthesis of Resistive DC Networks. IEEE Access, vol. 8, pp. 160711 - 160722. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3020652.
Barbi I. (2020). Unified Power Conservative Equivalent Circuit for DC Networks. IEEE Access, vol. 8, pp. 178230 – 178237. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3027489.
Artemenko M. Yu., Petrov D. O. (2020). IX International scientific and technical conference "Radioengineering Field, Signals, Devices and Systems". [Enerhetychni vlastyvosti dvopoliusnoi skhemy zamishchennia elektrychnoho kola postiinoho strumu, ekvivalentnoi za potuzhnistiu. V zb. prats Mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii RADIOTEKhNIChNI POLIa, SYHNALY, APARATY TA SYSTEMY, 16 – 22 lystopada 2020r., m. Kyiv, Ukraina., In Ukrainian], pp. 133-135.
Artemenko M., Batrak L. & Polishchuk S. (2019). New definition formulas for apparent power and active current of three-phase power system. Przeglad Elektrotechniczny, No. 95(8), pp. 81–85. DOI:10.15199/48.2019.08.20.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Дмитро
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
