Идентификация математической модели фильтрокомпенсирующего устройства на основе каткона с учетом нелинейной характеристики магнитопровода

Павел Анфимович Бутырин, Геннадий Григорьевич Гусев, Дмитрий Владимирович Михеев, Феликс Нигматзянович Шакирзянов, Pavel A. BUTYRIN, Gennadii G. GUSEV, Dmitrii V. MIKHEYEV, Felix N. SHAKIRZYANOV

Аннотация


Рассмотрена полная схема замещения фильтрокомпенсирующего устройства (ФКУ) на основе нового пассивного элемента электрических цепей – катушки-конденсатора (каткона) с реальными параметрами проводников и диэлектрика, учитывающая слабую нелинейность магнитопровода. Предложен алгоритм идентификации параметров элементов физической модели ФКУ на основе экспериментального исследования частотных характеристик устройства и решения системы нелинейных алгебраических уравнений (СНАУ) итерационным способом в среде MathCAD. Применение данного алгоритма позволяет использовать минимально допустимое число измерений и измерительных приборов, а также рассчитывать искомые параметры только на основе амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) без рассмотрения фазочастотных. Посредством сравнения экспериментальных и аналитических АЧХ установлена адекватность рассматриваемой математической модели ФКУ на основе каткона и проведена оценка точности идентификации параметров устройства. Абсолютные и относительные погрешности в исследуемом частотном диапазоне (50 Гц – 10 кГц) находятся в допустимых пределах.

Ключевые слова


катушка-конденсатор; фильтрокомпенсирующее устройство; математическая модель; физическая модель; идентификация параметров; система нелинейных алгебраических уравнений

Полный текст:

PDF

Литература


Демирчян К.С., Гусев Г.Г. Синтез схем замещения катушки индуктивности с самокомпенсацией реактивной мощности. — Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1987, № 2, с. 3—10.

Кувалдин А.Б., Андрюшин Н.Ф., Захаров И.В. Расчет электрических и энергетических параметров многослойного индуктора с самокомпенсацией реактивной мощности. — Электричество, 1995, № 7, с. 47-53.

Захаров И.В. Развитие теории, разработка методов и средств повышения эффективности индукторов с самокомпенсацией реактивной мощности: Автореф. дисс................ докт. техн.наук. Алматы: Алматинский институт энергетики и связи, 2007, 41 с.

Кувалдин А.Б., Утегулов Б.Б., Захаров И.В., Ижикова А.Д. Анализ потерь активной мощности в многослойном индукторе с самокомпенсацией реактивной мощности. — Электричество, 2005, № 2, с. 53-56.

Бутырин П.А., Гусев Г.Г., Кужман В.В., Михеев Д.В., Шакирзянов Ф.Н. Математическая модель фильтрокомпенси­рующих устройств на основе гармонической линеаризации ха­рактеристики магнитопровода каткона. — Вестник МЭИ, 2015, № 5, с. 79—84.

Патент 128033 (РФ). Фильтрокомпенсирующее устройство/ П.А. Бутырин, Г.Г. Гусев, В.В. Кужман, О.В. Толчеев. — БИ, 2013, № 13, 5 с.

Щербаков А.Г. Идентификация параметров математических моделей электротехнических комплексов каноническими методами: Автореф. дисс.... канд. техн. наук. Омск: Омский государственный технический университет, 2002, 39 с.

Сытник А.А., Ключка К.Н., Протасов С.Ю. Применение интегральных динамических моделей при решении задачи идентификации параметров электрических цепей. — Изв. Томского политехнического университета, 2013, т. 322, № 4, с. 103—106.

Бахвалов Н.С., Лапин А.В., Чижонков Е.В. Численные методы в задачах и упражнениях/Под ред. В.А. Садовничего. — М.: Высшая школа, 2000, 190 с.

Demirchyan K.S., Gusev G.G. Izv. AN SSSR. Energetika i transport – in Russ. (News of the USSR Academy of Sciences. Energetics and Transport), 1987, No. 2, pp. 3–10.

Volkov I.V., Zakrevskii S.I. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1984, No. 10, pp. 40–43.

Kuvaldin A.B., Andryushin N.F., Zakharov I.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1995, No. 7, pp. 47–53.

Zakharov I.V. Razvitiye teorii, razrabotka metodov i sredstv povysheniya effektivnosti induktorov s samokompensatsiyei reaktivnoi moshchnosti: Avtore/. Diss. ... dokt. tekhn. nauk (Development of the theory, development of methods and means for increasing the efficiency of inductors with self-compensation of reactive power: Aftoref. diss. ... Dr. Sci. (Eng.)). Almaty: Almatinskii institute energetiki i svyazi, 2007, 41 p.

Kuvaldin A.B., Utegulov B.B., Zakharov I.V., Izhikova A.D. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2005, No. 2, pp. 53-56.

Butyrin P.A., Gusev G.G., Kuzhman V.V., Mikheyev D.V., Shakirzyaniv F.N. Vestnik MEI — in Russ. (Bulletin of MPEI), 2015, No. 5, pp. 79-84.

Patent RF No. 128033. Fil’trokompensiruyushcheye ustroistvo (Patent of the Russian Federation No. 128033. Filter-compensating device/P.A. Butyrin, G.G. Gusev, Kuzhman V.V., Tolcheyev O.B.). Bulletin of inventions, 2013, No. 13, 5 p.

Shcherbakov A.G. Identifikatsiya parametrov matematicheskikh modelei elektrotekhnicheskikh kompleksov kanonicheskimi metodami: Avtofef. diss. ... cand. Tekhn. nauk (Identification of parameters of mathematical models of electrotechnical complexes by canonical methods: Author’s abstract. diss ... Cand. Sci. (Eng.). Omsk: Omsk State Technical University 2002, 39 p.

Sytnik A.A.., Klyuchka K.N., Protasov S.Yu. Izv. Tomskogo politekhnicheskogo universiteta — in Russ. (News of the Tomsk Polytechnic University), 2013, vol. 322, No. 4, pp. 103-106.

Bakhvalov N.S., Lapin A.V., Chizhonkov E.V. Chislennye metody v zadaxhakh I uprazhneniyakh/Pod red. V.A. Sadovnichego (Numerical methods in problems and exercises/ Edit. by V.A. Sadovnichii). Moscow, Publ. «Vysshaya shkola», 2000, 190 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.24160/0013-5380-2017-10-55-60

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share