تحليل دائرة تفريغ مولد البرق

وفقا لمبدأ العمل للمحاكاة مولد تصاعد المستخدمة في اختبارات التوافق الكهرومغناطيسي و مولد الطفرة البرق اختبار، جنبًا إلى جنب مع أشكال موجية الاختبار 8/20 μs و10/700 μs شائعة الاستخدام في المعايير الحالية، والتكوين والمعلمات المكونة لدائرة التفريغ لمحاكاة أشكال موجية مختلفة من مولد تصاعد يمكن الحصول عليها من خلال المعادلات التفاضلية من الدرجة الثانية ومحاكاة MATLAB. توفر هذه النتائج طرقًا تحليلية وحلولًا للمشاكل التي تمت مواجهتها في اختبارات الطفرة.

وقد أظهرت الدراسات الحديثة ذلك دفعة مفاجئة يمكن لأجهزة المراقبة، التي تجمع بين أجهزة الكمبيوتر وأجهزة قياس الذبذبات، تسجيل معلمات الارتفاع في شكل رقمي. باستخدام برامج المحاكاة الحاسوبية وطرق ملائمة البيانات غير الخطية، يمكن تحويل المعلومات الرقمية إلى محاكاة مقابلة أشكال موجة الطفرة. يقوم أفراد الاختبار بتصميم مولدات زيادة التيار استنادًا إلى مبدأ شحن وتفريغ المكثفات، بهدف محاكاة نبضات الجهد الزائد الناتجة عن مفاتيح نظام الطاقة أو نبضات البرق. إن فهم تكوين وهيكل دائرة التفريغ أثناء عملية الاختبار لا يوفر تحكمًا أفضل في عملية الاختبار فحسب، بل يتيح أيضًا الحكم الدقيق والتحليل المتعمق للمشكلات التي تمت مواجهتها أثناء الاختبار.

1. تعريف الشكل الموجي لمولد الطفرة المحاكية

أولا، دعونا نحدد المحاكاة مولد تصاعد الموجي. استنادًا إلى خصائص النبضة الواحدة التي تقارب الارتفاع والانخفاض الأسي لشكل موجة نبضة البرق، لخص بروس جودل الوظيفة الأسية المزدوجة لشكل موجة تيار البرق.
أنا(t)=I0k(e-at-e-βt)، ( 1 )
في الصيغة (1)، Io هو مقدار النبض الحالي، KA؛ α هو التوهين قبل الموجات
معامل في الرياضيات او درجة؛ β هو معامل التوهين الموجي؛ K هو معامل تصحيح الموجي.

وبالمثل، يمكن تمثيل أشكال موجة نبض الجهد
u(t)=U0A(et/τ1-et/τ2)، （ 2 )
في الصيغة (2)، U0 هي قيمة قيمة نبض الجهد، KV؛ A هو معامل التصحيح.
Τ1 هو ثابت نصف وقت الذروة؛ τ2 هو ثابت وقت الرأس. يمكن الحصول على معالجة الصيغة (1) والصيغة (2).

أنا ر)/ش (ر) = ك (E-AT-E-βt). (3)
تسمى الصيغة (3) بمعادلة وحدة ذروة التيار / الجهد الكهربي. 8/20 μs قيمة المعامل المقابلة لشكل الموجة لاختبار 10/700 μS.

2. 8/20 μS تأثير مولد التيار التفريغ دائرة التحليل الرياضي

2.1 معادلة التقسيم الجزئي للموجة النبضية الحالية وحلها

بعد ذلك، قمنا بتحليل التحليل الرياضي لدائرة تفريغ مولد تيار التأثير 8/20 μS. أولاً، ندرس المعادلة التفاضلية للموجة النبضية الحالية وحلها. يظهر الشكل 1 ما يعادل دائرة تفريغ مولد تيار التأثير. عندما يكون الحجم الهندسي للدائرة الفعلية أقل بكثير من الطول الموجي لإشارة العمل، فإننا نسميها مجموعة من دوائر المعلمات الإجمالية. تتكون الدائرة الديناميكية من مصدر طاقة مستقل وعنصر مقاومة ومكونات ديناميكية، معادلة دائرتها عبارة عن مجموعة من المعادلات التفاضلية. ترتبط السعة والمحاثة بالجهد ومرور التيار.

ج-الحاوية الكهربائية الرئيسية؛ R - مقاومة الدائرة ومقاومة الموجة؛ L - قيمة محاثة توزيع الدائرة ومقاومة الموجة.

ومن خلال قانون كيرهوف يمكننا سرد العلاقة بين الدائرة وتحويل المعادلة التفاضلية للدائرة ومن ثم حل معادلة الاستجابة الحرة للنظام. نظرًا لأنه يتم حساب قيمة المكثف من C × [P1P2 (P1-P2)] كمعلمة طبيعية K، إذا تم الحصول على تيار النبض للحصول على قيمة السعة المقابلة، يجب أن يكون جهد شحن المكثف مساويًا لقيمة تيار النبض . ومع ذلك، سيؤدي ذلك إلى زيادة مستوى مقاومة شحن المكثفات وتسريع شيخوخة السعة. لحل هذه المشكلة، في التطبيقات العملية، يمكننا زيادة سعة مكثف الشحن بشكل مناسب من خلال المكثفات المتوازية وتقليل سعة جهد الشحن. بالإضافة إلى ذلك، يمكننا المحاكاة من خلال مكون Simulink للحصول على تكوين دائرة التفريغ ومعلمات المكونات لموجات نبضية مختلفة، ولتلبية المتطلبات القياسية التي تم الحصول عليها من خلال الجمع بين أشكال موجة النبض. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هذه النماذج تم إنشاؤها في بيئة مثالية، وفي تصميم الدوائر الفعلي، نحتاج أيضًا إلى مراعاة معلمات توزيع المكونات مثل فقدان المعاوقة والسعة والمحاثات على الدائرة، بالإضافة إلى المعلمات الموزعة على ملف بيرسون. من خلال الضبط الدقيق لقيم معلمات المكونات المختلفة، يمكننا الوصول إلى شكل موجة قياسي نسبيًا.

3. تطبيق مولد الصواعق:

في اختبار الاندفاع، يعد تطبيق مراقب النبض المحتشد أمرًا مهمًا للغاية. يمكن لمراقب نبض الارتفاع تسجيل معلمات الحشود في شكل رقمي من خلال التعاون بين الكمبيوتر ومرسمة الذبذبات. ومن خلال التركيب غير الخطي للمعلومات الرقمية، يمكن تحويل هذه المعلومات الرقمية إلى موجات محاكاة مقابلة. يمكن لموظفي الاختبار تصميم مولد التيار المفاجئ وفقًا لمبدأ شحن وتفريغ المكثف، أو محاكاة مفتاح نظام الطاقة أو تأثير الصاعقة العابرة الناتجة عن العابرين. من خلال تطبيق ملاحظات النبض المتصاعد، لا يستطيع موظفو الاختبار فهم عملية الاختبار بشكل أفضل فحسب، بل يمكنهم أيضًا الحكم بدقة والتحليل المتعمق للمشاكل في الاختبار.

الخلاصة:

(1) وفقًا لخصائص مكونات الدائرة (الجهد السعوي، تيار الحث، وما إلى ذلك)، يتم استخدام قانون سيرهوف لسرد علاقة الدائرة، وتحويل المعادلة التفاضلية للدائرة، وحل معادلة الاستجابة الحرة للنظام.
(2) نظرًا لأن قيمة السعة يتم حسابها كمعلمة طبيعية K بواسطة قيمة المكثف للحصول على تيار النبض بقيمة السعة المقابلة، يجب أن يكون جهد شحن المكثف مساويًا لقيمة تيار النبض. سيؤدي ذلك إلى زيادة مستوى مقاومة مكثف الشحن وتسريع شيخوخة السعة. في التطبيقات العملية، نظرًا لأن U0C [P1P2/(P1-P2)] هي قيمة ثابتة، فيمكنها زيادة سعة مكثف الشحن بشكل مناسب من خلال المكثفات المتوازية وتقليل سعة جهد الشحن.
(3) من خلال محاكاة مكون Simulink، يتم الحصول على تكوين دائرة التفريغ ومعلمات المكونات لموجات نبضية مختلفة. يفي شكل موجة النبض الذي تم الحصول عليه بواسطة المجموعة بالمتطلبات القياسية. ومع ذلك، فهذا نموذج تم إنشاؤه في بيئة مثالية. في تصميم الدائرة الفعلي، من الضروري مراعاة معلمات التوزيع مثل فقدان المعاوقة والسعة والمحاثات على الدائرة، والمعلمات الموزعة لعلامات جهد الدائرة، وتيار الدائرة، يمكن أن المعلمات الموزعة على الملف يمكن تعديلها قليلاً لقيم المكونات المختلفة لتحقيق شكل موجة قياسي نسبيًا.
(4) من خلال التحقيق في مبدأ العمل لزيادات الموجات المحاكاة في اختبار التوافق الكهرومغناطيسي واختبار مولد زيادة البرق، ودمجها مع أشكال موجية الاختبار 8/20 μs و10/700 μs التي يتم إجراؤها بشكل عام في المعايير الحالية، الثانية - يمكن تمرير المعادلة التفاضلية من الدرجة الثانية. محاكاة حساب الحل والماتلاب للحصول على التكوين والمعلمات المكونة لدوائر تفريغ مولد التيار الموجي المختلفة. في الوقت نفسه، يمكن استخدام ملاحظات نبض الموجة للمراقبة والتسجيل، مما يمكنه فهم عملية الاختبار بشكل أفضل وتحليل المشكلات التي تمت مواجهتها في الاختبار بدقة وحلها. إن تطبيق هذه الأساليب والتقنيات سيوفر طرق تحليل فعالة وحلول للمشاكل في اختبارات التوافق الكهرومغناطيسي واختبارات تأثير البرق.

العلامات:SG61000-5