Гираторно-конденсаторный метод моделирования электромагнитных процессов на основе магнитоэлектрических схем замещения

Abstract

RU: Цель работы. Разработка магнитоэлектрических схем замещения, использующих гираторно-конденсаторные модели Методы исследования. Численные методы решения дифференциальных уравнений состояния, математический аппарат матричной алгебры, компьютерное программирование и методы теории электрических цепей. Полученные результаты. В результате модификации известного метода расчета переходных электромагнитных процессов на основе магнитоэлектрических схем замещения, разработан метод, использующий гираторно-конденсаторные модели. На основании разработанного метода составлена компьютерная программа для расчета переходного процесса в однофазном трансформаторе, которая показала адекватность метода. Модифицирован универсальный программный комплекс моделирования магнитоэлектрических схем замещения Colo. Показан пример применения модифицированного программного комплекса Colo для расчета переходного процесса в трехфазном трансформаторе. Данный пример показал лучшую наглядность при составлении магнитоэлектрических схем замещения, а также сокращение времени компьютерного моделирования. Научна новизна. Получено дальнейшее развитие методов расчета электромагнитных процессов на основе нелинейных магнитоэлектрических схем замещения. Модифицирована математическая модель, положенная в основу универсального программного комплекса Colo путем введения нового элемента - гиратора, чем достигнута системность применения гираторно-конденсаторного метода магнитоэлектрических схем замещения. Практическая ценность. Предложенная модификация универсального программного комплекса Colo позволяет сократить время разработки модели, подготовки исходных данных и позволяет сократить процессорное время моделирования сложных нелинейных электромагнитных устройств. UK: Мета роботи. Розробка магнітоелектричних схем заміщення, що використовують гіраторно-конденсаторні моделі Методи дослідження. Числові методи розв’язку диференціальних рівнянь стану, математичний аппарат матричної алгебри, комп'ютерне програмування та методи теорії електричних кіл. Отримані результати. В результаті модифікації відомого методу розрахунку перехідних електромагнітних процесів на основі магнітоелектричних схем заміщення, розроблений метод, який використовує гіраторно-конденсаторні моделі. На підставі розробленого методу складена комп'ютерна програма для розрахунку перехідного процесу в однофазному трансформаторі, яка показала адекватність методу. Модифікований універсальний програмний комплекс моделювання магнітоелектричних схем заміщення Colo. Показаний приклад застосування модифікованого програмного комплексу Colo для розрахунку перехідного процесу в трифазному трансформаторі. Даний приклад показав кращу наочність при складанні магнітоелектричних схем заміщення, а також скорочення часу комп'ютерного моделювання. Наукова новизна. Виконано подальший розвиток методів розрахунку електромагнітних процесів на основі нелінійних магнітоелектричних схем заміщення. Модифікована математична модель, яка положенная в основу універсального програмного комплексу Colo шляхом введення нового елемента - гіратора, чим досягнута системність застосування гіраторно-конденсаторного методу магнітоелектричних схем заміщення. Практична цінність. Запропонована модифікація універсального програмного комплексу Colo дозволяє скоротити час розробки моделі, підготовки вихідних даних і скоротити процесорний час моделювання складних нелінійних електромагнітних пристроїв. EN: Purpose. Development of magnetoelectric substitution circuits using gyrator-capacitor models Methodology. Numerical methods for solving differential equations of state, mathematical apparatus of matrix algebra, computer programming and methods of electrical circuit theory. Findings. As a result of modification of the known method of calculation of transient electro-magnetic processes on the basis of magnetoelectric substitution circuits, the method using gyrator-capacitor models is developed. On the basis of the developed method the computer program for calculation of transient process in the single-phase transformer which showed adequacy of a method is made. The universal software complex for modeling magnetoelectric substitution circuits Colo was modified. An example of using a modified Colo software complex to calculate a transients in a three-phase transformer is shown. This example demonstrates additional clarity of compilated magnetoelectric substitution circuits and reduction of the computer time modeling. Originality. Further development of methods for calculating electromagnetic processes based on nonlinear magnetoelectric substitution circuits was carried out. The mathematical model, which is taken as a principle of the universal Colo software complex, was modified by the way of a new element application - a gyrator. It is allaw to achieve the systemic application of the gyratory-capacitor method of magnetoelectric substitution circuits. Practical value. The proposed modification of the universal software complex Colo allows to reduce the time of model development, preparation of initial data and to reduce the processor time of modeling of complex nonlinear electromagnetic devices.