Sidelev, N. І.Сідєлєв, М. І.2025-12-052025-12-052025https://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/25364Sidelev N. І.Automation of studies of pulsed current generators based on the topological-isomorphic model / N. І. Sidelev // Електротехніка та електроенергетика. – 2025. – № 1. – C. 25-31.EN: Purpose. To evaluate the real usefulness of the topological-isomorphic model of powerful electromagnetic circuits on the example of the study of pulse current generators. Methodology. Nodal potential method, Contour current method, Topologically isomorphic transformations. Findings. The mathematical apparatus created and implemented as a program in MATLAB allows solving the problems of modeling and research of electromagnetic devices in parts (by types of stored energy).This makes it possible to simplify the research and optimization of such technical characteristics as efficiency, mass-dimensional indicators, etc. The magnetic circuit is depicted in the same detail as the electric circuit, and is described by a contour matrix. The mathematical description of electromagnetic devices determines the inductive parameters due to the geometric dimensions and characteristics of the magnetic conductors. The topology of the electrical circuit is represented by matrix blocks, which allows obtaining a mathematical description that simultaneously takes into account the distribution of currents and charges in the elements of the circuit. The system of equations is reduced to the Cauchy form and is composed taking into account the increments of magnetic fluxes and potentials on capacitors, which simplifies its solution by numerical methods on a computer. Thus, it is convenient to control the energy processes in the reactive energy-consuming elements of the circuit. The paper presents an example of research of a charger of a pulse current generator with an inductive-capacitive converter. In the research example, the expected qualitative characteristics were obtained. Originality. The mathematical model of electromagnetic circuits does not provide for equivalent transformations associated with the geometric configuration of magnetic conductors. The topology of the electromagnetic circuit is presented in the form of separate matrices, which are connected by a matrix of coil connections. Practical value. The implemented software in the MATLAB shell uses the parameters of magnetic conductors in the form of geometric dimensions of magnetic conductors and their technical characteristics. The results of modeling a powerful electromagnetic devices allows you to estimate the accumulated energy of the electric charge in capacitors and the magnetic field in magnetic circuits and to analyze the efficiency and possible impact on the environment. The presented data preparation technology allows us to investigate processes in more complex magnetic structures, for example, in magnetic flux-controlled transformers. UK: Мета роботи. Оцінити реальну корисність топологічно-ізоморфної моделі потужних електромагнітних кіл на прикладі дослідження генераторів імпульсного струму. Методи дослідження. Метод вузлових потенціалів, Метод контурних струмів, Топологічно-ізоморфні перетворення. Отримані результати. Створений і програмно реалізований математичний апарат у MATLAB дозволяє вирішувати задачі моделювання та дослідження електромагнітних пристроїв по частинах (за видами накопиченої енергії). Це дає змогу спростити дослідження та оптимізацію таких технічних характеристик, як коефіцієнт корисної дії, масогабаритні покажчики тощо. Магнітопровід зображується так само детально, як і електрична схема, і описується контурною матрицею. Математичний опис електромагнітних пристроїв визначає індуктивні параметри, обумовлені геометричними розмірами, характеристиками магнітопроводів та обмоточними даними. Топологія електричного кола представлена матричними блоками, що дозволяє отримати математичний опис, який одночасно враховує розподіл струмів і зарядів в елементах електричного кола. Система рівнянь приведена до форми Коші та складена з урахуванням приростів магнітних потоків і потенціалів на конденсаторах, що спрощує її розв’язування чисельними методами на електрообчислювальних машинах. Таким чином, зручно контролювати енергетичні процеси в реактивних енергоспоживаючих елементах схеми. Розроблене програмне забезпечення (ПЗ) за представленою математичною моделлю, успішно реалізує розрахунки для потужних технологічних пристроїв з електромагнітними ланцюгами. ПЗ спрощує підготовку даних до моделі за рахунок не використання попередніх розрахунків параметрів магнітної частини кола, дозволяє отримати графіки миттєвих значень напруг і струмів перехідного процесу в усіх елементах електричної частини, дозволяє отримати графіки миттєвих значень магнітних потоків в металевих сердечниках електромагнітних перетворювачів та магнітних потоків розсіювання. У роботі наведений приклад дослідження зарядного пристрою генератора імпульсного струму з індуктивно-ємнісним перетворювачем. У прикладі дослідження були отримані очікувані якісні характеристики. Наукова новизна. Математична модель електромагнітних кіл не передбачає еквівалентних перетворень, пов'язаних з геометричною конфігурацією магнітопроводів. Топологія електромагнітного кола представлена у вигляді окремих матриць, які з'єднані матрицею з'єднань котушок. Практична цінність. Реалізоване програмне забезпечення в оболонці MATLAB використовує параметри магнітопроводів у вигляді геометричних розмірів магнітопроводів та їх технічних характеристик. Результати моделювання потужних електромагнітних пристроїв дозволяють оцінити накопичену енергію електричного заряду в конденсаторах і магнітне поле в магнітопроводах, проаналізувати коефіцієнт корисної дії і можливий вплив на навколишнє середовище. Представлена технологія підготовки даних дозволяє досліджувати процеси в більш складних магнітних конструкціях, наприклад, як в трансформаторах, що керуються магнітним потоком.enelectro-magnetic circuitstopological-isomorphic modelinductive-capacitive converterspulse current generatorstatic electromagnetic devicessecondary power suppliesmagnetic flux-controlled transformersелектромагнітні колатопологічно-ізоморфна модельіндуктивно-ємнісні перетворювачігенератор імпульсного струмустатичні електромагнітні пристроївторинні джерела живленнятрансформатори з керуванням магнітним потокомArticle