Двополюсна схема заміщення електричного кола постійного струму з залежними джерелами напруги, еквівалентна за потужністю
Abstract
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.
Keywords
