Аналіз точних і апроксимуючих залежностей активного опору провідника від частоти струму під дією скін-ефекту
DOI:
https://doi.org/10.18664/1994-7852.197.2021.248216Ключові слова:
скiн-eфeкт, рiвняння Мaксвeллa, функцiї Бeссeля, гaрмoнiки струму, дoдaткoвi втрaти пoтужнoстiАнотація
Залізничні системи електропостачання постійного і змінного струму
містять досить широкий гармонічний склад струмів, який зумовлено роботою імпульсних
напівпровідникових перетворювачів електричного рухомого складу та тягових підстанцій. Нa
бaзi рiвнянь Бeссeля визнaчeнo aнaлiтичнi вирaзи, щo oписують зaлeжнiсть aктивнoгo тa
пoвнoгo oпoру eлeктричнoї мeрeжi вiд чaстoти струму і зумовлюються дією скін-ефекту. Нa
їх oснoвi oтримaнo вирaзи для рoзрaхунку дoдaткoвих втрaт пoтужнoстi пiд дiєю вищих
гaрмoнiк струмiв. Прoвeдeнo aнaлiз збiжнoстi oтримaних рiвнянь з дaними мiжнaрoднoгo
стaндaрту МEК 60287-1-1. Для зoни висoких чaстoт навeдeнo спрoщeнi aпрoксимуючi
зaлeжнoстi, щo визнaчaють пaрaбoлiчну зaлeжнiсть aктивнoгo oпoру вiд чaстoти. Для
iнжeнeрних рoзрaхункiв oтримaнo спрoщeнi aпрoксимуючi зaлeжнoстi aктивнoгo oпoру вiд
чaстoти вищих гaрмoнiк. Oтримaнi рiвняння мoжуть бути викoристaнi при визнaчeнні
дoдaткoвих втрaт пoтужнoстi в aктивних oпoрaх eлeктричних мeрeж, oбмoткaх
eлeктричних мaшин, висoкoчaстoтних трaнсфoрмaтoрaх вiд вищих гaрмoнiк струмiв при
рiзних нeлiнiйних нaвaнтaжeннях. Крiм тoгo, oтримaнi вирaзи мoжуть бути викoристaнi при
oбґрунтувaннi викoристaння фiльтрoкoмпeнсуючих пристрoїв.
Посилання
Nerubatskyi V., Plakhtii O., Hordiienko D., Mykhalkiv S., Ravlyuk V. A method for
calculating the parameters of the sine filter of the frequency converter, taking into account the
criterion of starting current limitation and pulse-width modulation frequency. Eastern-European
Journal of Enterprise Technologies. 2021. Vol. 1, No. 8 (109). P. 6–16. DOI: 10.15587/1729-
2021.225327.
Scherback Ya. V., Plakhtiy O. A., Nerubatskiy V. P. Control characteristics of active fourquadrant converter in rectifier and recovery mode. Technical Electrodynamics. 2017. Vol. 6. P. 26–
DOI: 10.15407/techned2017.06.026.
Kirichenko M. V., Zaitsev R. V., Dobrozhan A. I., Khrypunov G. S., Kharchenko M. M.
Adopting of DC magnetron sputtering method for preparing semiconductor films. 2017 IEEE
International Young Scientists Forum on Applied Physics and Engineering. 2017. P. 108–111.
DOI: 10.1109/YSF.2017.8126600.
Методи боротьби з кондуктивною завадоемісією у зворотноходових перетворювачах
/ О. А. Плахтій, В. П. Нерубацький, Д. А. Гордієнко, Г. А. Хоружевський, М. Е. Орлов.
Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. 2020. № 1. С. 3–13.
DOI: 10.18664/ikszt.v25i1.198645.
Визначення дії скін-ефекту на додаткові втрати потужності від вищих гармонік в
електричних мережах / В. П. Нерубацький, О. А. Плахтій, Д. А. Гордієнко, Д. А. Шелест. Тези
доповідей ІІ Міжнародної науково-технічної конференції «Інтелектуальні транспортні
технології» (Харків, 27–29 квітня 2021 р.). Харків: УкрДУЗТ, 2021. С. 139–141.
Zamaruiev V., Ivakhno V., Styslo B. Anti-Aliasing Filter in Digital Control System for
Converter with Active Power Filter Function. 2019 IEEE 39th International Conference on
Electronics and Nanotechnology (ELNANO). 2019. P. 797–801.
DOI: 10.1109/ELNANO.2019.8783951.
Plakhtii O. A., Nerubatskyi V. P., Hordiienko D. A., Khoruzhevskyi H. A. Calculation of
static and dynamic losses in power IGBT-transistors by polynomial approximation of basic energy
characteristics. Scientific bulletin of National mining university. 2020. Vol. 2 (176). P. 82–88.
DOI: 10.33271/nvngu/2020-82.
Vamanan N., John V. Dual-Comparison One-Cycle Control for Single-Phase Bidirectional
Power Converters. IEEE Transactions on Industry Applications. 2018. Vol. 54. No. 5. P. 4621–4631.
DOI: 10.1109/TIA.2018.2836359.
Lyutarevich A. G., Vyrva A. A., Dolinger S. Yu., Osipov D. S., Chetverik I. N. Estimation
of additional power losses due to higher harmonics in elements of power system. Omskiy nauchniy
vestnik. 2009. Issue 1. P. 109–113.
Nerubatskyi V., Plakhtii O., Tsybulnyk V., Philipjeva M., Korneliuk S. Energy efficient
conversion system of a distributed solar photovoltaic station with power filtration function.
International scientific journal «Industry 4.0». 2020. Vol. 5, Issue 5. P. 214–217.
Ruehli A. E., Antonini G., Jiang L. J. Skin-Effect Loss Models for Time- and FrequencyDomain PEEC Solver. Proceedings of the IEEE. 2013. Vol. 101. No. 2. P. 451–472.
DOI: 10.1109/JPROC.2012.2220312.
Riba J.-R. Analysis of formulas to calculate the AC resistance of different conductors
configurations. Escola d’Enginyeria d’Igualada, Universitat Politècnica de Catalunya. 2015. P. 1–
Duran I. C., Duarte O. G., Pavas А. Low voltage conductor’s ampacity derating due to
stationary disturbances. VII Simposio Internacional sobre. Calidad de la Energia Electrica. 2013.
P. 1–6.
Blahnik V., Talla J. Single-phase synchronization for traction active rectifier. International
Conference on Applied Electronics (AE). 2016. P. 23–26. DOI: 10.1109/ae.2016.7577233.
Жежеленко И. В. Электрические потери от высших гармоник в системах
электроснабжения. Электрика. 2010. № 4. С. 3–6.
Nerubatskyi V. P., Plakhtii O. A., Hordiienko D. A., Karpenko N. P. Simulation of power
losses in the frequency converter. Modern engineering and innovative technologies. 2021. Issue 16.
Part 1. P. 44–57. DOI: 10.30890/2567-5273.2021-16-01-035.
Plakhtii O., Nerubatskyi V., Sushko D., Hordiienko D., Khoruzhevskyi H. Improving the
harmonic composition of output voltage in multilevel inverters under an optimum mode of amplitude
modulation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. Vol. 2. No. 8 (104). P. 17–
DOI: 10.15587/1729-4061.2020.200021.
Torre J. L., Barros L. A., Afonso J. L., Pinto J. G. Development of a Proposed Single-Phase
Series Active Power Filter without External Power Sources. 2019 International Conference on Smart
Energy Systems and Technologies (SEST). 2019. DOI: 10.1109/sest.2019.8849010.
Venkatramanan D., Bharadwaj P., Adapa A. K., John V. Power Conversion Technologies
for High-Performance AC Micro-grid. INAE Letters. 2019. Vol. 4 (1). P. 27–35.
DOI: 10.1007/s41403-018-00062-6.
Nerubatskyi V., Plakhtii O., Hordiienko D., Khoruzhevskyi H. Study of energy parameters
in alternative power source microgrid systems with multi-level inverters. International scientific
journal «Industry 4.0». 2020. Vol. 5, Issue 3. P. 118–121.
Plakhtii O. A., Nerubatskyi V. P., Kavun V. Ye., Hordiienko D. A. Active single-phase
four-quadrant rectifier with improved hysteresis modulation algorithm. Scientific Bulletin of National
Mining University. 2019. Vol. 5 (173). P. 93–98. DOI: 10.29202/nvngu/2019-5/16.
Aronov L. V. Method for calculating the active resistance of a cylindrical wire taking into
account the surface effect. Young scientist. 2016. No. 12 (116). P. 202–205.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
