กรุณาใช้ตัวระบุนี้เพื่ออ้างอิงหรือเชื่อมต่อรายการนี้: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/30548

ชื่อเรื่อง: Інтеграція моделі силового ключа на основі магнітного підсилювача в систему автоматизованого проектування перетворювачів електроенергії
ชื่อเรื่องอื่นๆ: Integration of magnetic amplifier switch model into computer aided design for power converters
ผู้แต่ง: Яськів, Анна
Яворський, Богдан Іванович
Yaskiv, Anna
Yavorskyy, Bohdan
Affiliation: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, Україна
Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine
Bibliographic description (Ukraine): Яськів А. Інтеграція моделі силового ключа на основі магнітного підсилювача в систему автоматизованого проектування перетворювачів електроенергії / Анна Яськів, Богдан Яворський // Вісник ТНТУ. — Т. : ТНТУ, 2019. — Том 94. — № 2. — С. 123–133. — (Математичне моделювання. Математика).
Bibliographic description (International): Yaskiv A., Yavorskyy B. (2019) Intehratsiia modeli sylovoho kliucha na osnovi mahnitnoho pidsyliuvacha v systemu avtomatyzovanoho proektuvannia peretvoriuvachiv elektroenerhii [Integration of magnetic amplifier switch model into computer aided design for power converters]. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 94, no 2, pp. 123-133 [in Ukrainian].
Is part of: Вісник Тернопільського національного технічного університету, 2 (94), 2019
Scientific Journal of the Ternopil National Technical University, 2 (94), 2019
Journal/Collection: Вісник Тернопільського національного технічного університету
Issue: 2
Volume: 94
วันที่เผยแพร่: 25-มิถ-2019
Submitted date: 3-มิถ-2019
Date of entry: 17-มกร-2020
สำนักพิมพ์: ТНТУ
TNTU
Place of the edition/event: Тернопіль
Ternopil
DOI: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2019.02.123
UDC: 621.318.4
คำสำคัญ: математична модель
ключ на основі магнітного підсилювача
САПР
магнітний гістерезис
комп’ютерне імітаційне моделювання
mathematical model
magnetic amplifier switch
CAD programme
magnetic hysteresis
computer simulation
Number of pages: 11
Page range: 123-133
Start page: 123
End page: 133
บทคัดย่อ: Зазвичай у джерелах вторинного електроживлення (ДВЕЖ) комутаційну та регулюючу функції виконують напівпровідникові компоненти. Однак вони не можуть забезпечити високу якість вихідних характеристик у багатоканальних джерелах живлення та в ДВЕЖ із високим рівнем струму навантаження. В таких випадках як силові ключі використовують високочастотні магнітні підсилювачі (ВМП) на основі аморфних магнітом’яких сплавів з прямокутною петлею гістерезису. Розроблення перетворювачів електроенергії на основі ВМП не є повністю автоматизованим. ВМП є магнітним компонентом з нелінійними властивостями. Системи автоматизованого проектування (САПР) для комп’ютерного імітаційного моделювання електричних кіл не призначені для розрахунків магнітних полів та працюють з дискретними електричними компонентами. Існує проблема інтеграції моделі компонента з магнітним гістерезисом у бібліотеку моделей САПР. Крім того, досить складно оцінити оптимальні параметри такого компонента. У статті запропоновано нову математичну модель силового ключа на основі ВМП, що ґрунтується на функції, яку можна генерувати з допомогою цифрових технологій. Досліджено цифровий генератор синуса, що складається з цифрових дискретних компнентів для моделювання силового ключа на основі ВМП. Запропоновану математичну модель силового ключа на основі ВМП інтегровано у САПР. Проведено комп’ютерне імітаційне моделювання електричного кола, що містить ВМП. Розраховано абсолютну похибку та середньоквадратичне відхилення моделі процесів перемагнічення ВМП у порівнянні з експериментально отриманими даними. Така часткова автоматизація процесу розроблення високочастотних перетворювачів електроенергії на основі ВМП суттєво зменшить його складність, тривалість і вартість, а також сприятиме розвиткові нових схемотехнічних рішень.
The designing of electrical power converters based on Magnetic Amplifier (MagAmp) switches is not fully automated. MagAmp is a magnetic component with nonlinear properties. Computer aided design (CAD) programmes are built to simulate electric circuits without electromagnetic field with distributed components. There is a problem of integration of a model of a component with magnetic hysteresis into the set of CAD models. In addition, estimation of the optimal parameters of such a component is rather complicated. The article proposes a new model of MagAmp switch which is based on a function that can be generated using digital technology. The digital generator of sinusoidal signals, consisting of discrete digital components for modeling the MagAmp switch, is investigated. Integration of the model into CAD programme and simulation of the electric circuit, which includes MagAmp switch, are obtained. Partial automation will reduce complexity, duration and cost of the design procedure, and will enhance the development of power converters.
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/30548
ISSN: 2522-4433
Copyright owner: © Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2019
URL for reference material: http://elnamagnetics
https://www.ansys.com/-/media/ansys/corporate/resourcelibrary/article/balance-of-power-multiphysics-aa-v8-i2.pdf
https://doi.org/10.1007/978-3-642-70671-4_2
https://algowiki-project.org/en/Poisson_equation,_solving_with_DFT
https://doi.org/10.1016/0304-8853(86)90066-1
https://doi.org/10.1109/43.75630
https://doi.org/10.1007/BF01349418
https://doi.org/10.1063/1.3562520
https://doi.org/10.1007/978-3-319-05353-0_27
https://www
https://algowiki-project.org/en/Poisson_equation,_solving_
References (Ukraine): 1. Magnetics inc. Technical Bulletin. MagAmp Cores and Materials. URL: http://elnamagnetics. com/wp-content/uploads/library/Magnetics-Documents/Mag_Amp_Cores_and_Materials.pdf (accessed 22.10.2018).
2. Яськів А. Математичне моделювання процесів перемагнічення магнітом’яких матеріалів з високою крутизною петлі гістерезису. Міжнародний науково-технічний журнал «Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах». 2015 р. № 4 (53). C. 112–118.
3. Yaskiv V., Yaskiv A., Yurchenko O. Synchronous rectification in high-frequency MagAmp power converters. Proceedings of International conference Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Ceske Budejovice, Czech Republic, 1–3 June 2018. Рp. 128–131.
4. Татевосян А. С., Татевосян А. А., Захарова Н. В., Шелковников С. В. Экспериментальное исследование и расчет магнитного поля электромагнита постоянного тока с расщепленнымиполюсами и полюсными наконечниками в комплексе программ ELCUT. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 2. C. 133–140.
5. Антонов С. Н., Шарипов И. К., Шемякин В. Н., Адошев А. И. Моделирование магнитных систем с использованием систем автоматизированного проектирования. Достижения науки и техники АПК. 2010. № 10. С. 75–78.
6. Карпухин Э. В., Дятков В. С., Демин С. Б. Комплекс программ для расчета магнитных полей магнитострикционных преобразователей уровня. Вестник ИжГТУ. 2012. № 1 (53). С. 109–112.
7. ANSYS Inc. Balance of power. ANSYS Advantage. Vol. 8. No. 2. 2014. Рp. 33–35. URL: https://www.ansys.com/-/media/ansys/corporate/resourcelibrary/article/balance-of-power-multiphysics-aa-v8-i2.pdf.
8. Klatt R., Krawczyk F., Novender W.-R., Palm C., Weiland T. MAFIA – A three-dimensional electromagnetic CAD system for magnets, RF structures, and transient wake-field calculations. Proceedings of the 1986 International Linac Conference, Stanford, California, USA. Р. 276–278.
9. Lowther D. A., Silvester P. P. Computer-Aided Design in Magnetics. Springer-Verlag New York Inc., 1986. 323 p. ISBN-13: 978-3-642-70671-4. https://doi.org/10.1007/978-3-642-70671-4_2
10. Poisson equation, solving with DFT. URL: https://algowiki-project.org/en/Poisson_equation,_solving_with_DFT.
11. Красносельский М. А., Покровский А. В. Системы с гистерезисом. Москва: Наука, 1983. 272 с.
12. Bertotti G., Mayergoyz I. The Science of Hysteresis. Volume 1. Mathematical Modeling and Applications. Elsevier Inc., 2006. 751 p. ISBN: 0-1248-0874-3.
13. Jiles D. C., Atherton D. L. Theory of Ferromagnetic Hysteresis. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1986. Vol. 61. Р. 48–60. https://doi.org/10.1016/0304-8853(86)90066-1
14. Chan J. H., Vladimirescu A., Gao A., X., Liebmann P., Valainis J. Nonlinear Transformer Model for Circuit Simulation. IEEE Transactions on Computer-Aided Design. 1991. Vol. 10. No. 4. Р. 476–482. https://doi.org/10.1109/43.75630
15. Шопэн Л. В. Бесконтактные электрические аппараты автоматики: учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Электрические аппараты». M.: Энергия, 1967. 568 с.
16. Preisach F. Uber die magnetische Nachwirkung. Zeitschrift fur Physik. 1935. No. 94. Р. 861–890. [In German]. https://doi.org/10.1007/BF01349418
17. Mayergoyz I. Mathematical Models of Hysteresis and Their Applications. Elsevier Science Inc., 2003. 498 p. (second addition).
18. Sutor A., Rupitsch S. J., Bi S., Lerch R. A modified Preisach hysteresis operator for the modeling of temperature-dependent magnetic material behaviour. Journal of Applied Physics. 2011. Vol. 109. No. 7. i. d. No 07D338. https://doi.org/10.1063/1.3562520
19. Dupre L, Melkebeek J. Electromagnetic hysteresis modelling: from material science to finite element analysis of devices. International Society Compumag Newsletter. 2003. Vol. 10. No. 3. Р. 4–15.
20. Szewczyk R. Computational Problems Connected with Jiles-Atherton Model of Magnetic Hysteresis. Recent Advances in Atomation, Robotics and Measuring Techniques. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2014. Vol. 267. Р. 275–283. https://doi.org/10.1007/978-3-319-05353-0_27
21. Шкурников Е. В. Программный модуль пересчёта параметров ферромагнетиков в специализированной компъютерной системе. Радіоелектронні і комп'ютерні системи. 2012. № 3. С. 101–105.
22. Petrescu L., Cazacu E., Petrescu C. Sigmoid functions used in magnetic hysteresis modeling. Proceedings of the 9th International symposium on advanced topics in electrical engineering (ATEE 2005), Bucharest, Romania, 7–9 May 2005. Р.521–524.
23. Edry D., Ben-Yaakov S. A SPICE Compatible Model of Magamp Post. Regulators. IEEE Applied Power Electronics Conference (APEC’92), 1992. Р. 793–800.
24. Jovanovic M. M., Huber L. Small-Signal Modeling of Magamp PWM Switch. Applied Power Electronics Conference, 1997. Р. 922–928.
25. Яворський Б. І. Математичні основи радіоелектроніки. Частина І. Тернопіль: ТПІ ім. Івана Пулюя, 1996. 184 с.
26. Яворский Б. И., Гудз И. С. Цифровой генератор синуса: авторское свидетельство СРСР № SU1092516A, МПК G06F 17/10, G06F 1/02. №3372245; заявл. 28.12.1981 г.; опубл. 15.05.1984 г.
27. Polik Z., Miklos K. Measuring and control the hysteresis loop by using analog and digital integrators. Journal of optoelectronics and advanced materials. 2008. Vol. 10. No. 7. Р. 1861–1865.
References (International): 1. Magnetics inc. Technical Bulletin. MagAmp Cores and Materials. URL: http://elnamagnetics. com/wp-content/uploads/library/Magnetics-Documents/Mag_Amp_Cores_and_Materials.pdf (accessed 22.10.2018).
2. Yaskiv A. Matematychne modeliuvannia protsesiv peremagnichennia magnitomyakyh materialiv z vysokoyu krutyznoyu petli gisterezysu. Mizhnarodnyi naukovo-tehnichnyi zhurnal Vymiriuvalna ta Obchysliuvalna Tehnika v Tehnologichnyh Protsesah. 2015. No. 4 (53). Р. 112–118. [In Ukrainian].
3. Yaskiv V., Yaskiv A., Yurchenko O. Synchronous rectification in high-frequency MagAmp power converters. Proceedings of International conference Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Ceske Budejovice, Czech Republic, 1–3 June 2018. Р. 128–131.
4. Tatevosian A. S., Tatevosian A. S., Zaharova N. V., Shelkovnikov S. V. Eksperementalnoe issledovanie i raschet magnitnogo polia elektromagnita postoyannogo toka s rasshcheplennymi poliusami i poliusnymi nakonechnikami v komplekse program ELCUT. Izvestiya Tomskogo politehnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov. 2016. Vol. 327. No. 2. Р. 133–140. [In Russian].
5. Antonov S. N., Sharipov I. K., Shemiakin V. N., Adoshev A. I. Modelirovanie magnitnyh sistem s ispolzovaniem sistem avtomatizirovannogo proektirovaniya. Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2010. No. 10. Р. 75–78. [In Russian].
6. Karpukhin E. V., Diatkov V. S., Diomin S. B. Komplex programm dlia rascheta magnitnyh polei magnitostriktsyonnyh preobrazovatelei urovnia. Vestnik IzhTU. 2012. No. 1 (53). Р. 109–112. [In Russian].
7. ANSYS Inc. Balance of power. ANSYS Advantage. Vol. 8. No. 2. 2014. Рp. 33–35. URL: https://www. ansys.com/-/media/ansys/corporate/resourcelibrary/article/balance-of-power-multiphysics-aa-v8-i2.pdf.
8. Klatt R., Krawczyk F., Novender W.-R., Palm C., Weiland T. MAFIA – A three-dimensional electromagnetic CAD system for magnets, RF structures, and transient wake-field calculations. Proceedings of the 1986 International Linac Conference, Stanford, California, USA. Р. 276–278.
9. Lowther D. A., Silvester P. P. Computer-Aided Design in Magnetics. Springer-Verlag New York Inc., 1986. 323 p. ISBN-13: 978-3-642-70671-4. https://doi.org/10.1007/978-3-642-70671-4_2
10. Poisson equation, solving with DFT. URL: https://algowiki-project.org/en/Poisson_equation,_solving_ with_DFT.
11. Krasnoselskiy M. A., Pokrovskiy A. V. Sistemy s histeresisom. Moscow: Nauka Publ., 1983. 272 p. [Іn Russian].
12. Bertotti G., Mayergoyz I. The Science of Hysteresis. Volume 1. Mathematical Modeling and Applications. Elsevier Inc., 2006. 751 p. ISBN: 0-1248-0874-3.
13. Jiles D. C., Atherton D. L. Theory of Ferromagnetic Hysteresis. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1986. Vol. 61. Р. 48–60. https://doi.org/10.1016/0304-8853(86)90066-1
14. Chan J. H., Vladimirescu A., Gao A., X., Liebmann P., Valainis J. Nonlinear Transformer Model for Circuit Simulation. IEEE Transactions on Computer-Aided Design. 1991. Vol. 10. No. 4. Р. 476–482. https://doi.org/10.1109/43.75630
15. Shopen L. V. Beskontaktnye elektricheskie apparaty avtomatiki: uchebnik dlya studentov vuzov, obuchayushhihsya po specialnosti “Elektricheskie apparaty”. Moscow: Energiia Publ., 1967. 568 p. [In Russian].
16. Preisach F. Uber die magnetische Nachwirkung. Zeitschrift fur Physik. 1935. No. 94. Рp. 861–890. [In German]. https://doi.org/10.1007/BF01349418
17. Mayergoyz I. Mathematical Models of Hysteresis and Their Applications. Elsevier Science Inc., 2003. 498 p. (second addition).
18. Sutor A., Rupitsch S. J., Bi S., Lerch R. A modified Preisach hysteresis operator for the modeling of temperature-dependent magnetic material behaviour. Journal of Applied Physics. 2011. Vol. 109. No. 7. i. d. No 07D338. https://doi.org/10.1063/1.3562520
19. Dupre L, Melkebeek J. Electromagnetic hysteresis modelling: from material science to finite element analysis of devices. International Society Compumag Newsletter. 2003. Vol. 10. No. 3. Р. 4–15.
20. Szewczyk R. Computational Problems Connected with Jiles-Atherton Model of Magnetic Hysteresis. Recent Advances in Atomation, Robotics and Measuring Techniques. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2014. Vol. 267. Р. 275–283. https://doi.org/10.1007/978-3-319-05353-0_27
21. Shkurnikov E. V. Programmnyy modul pereschiota parametrov ferromagnetikov v spetsyalizirovannoy kompyuternoy sisteme. Radioelektronni i Kompyuterni Systemy. 2012. No. 3. Р. 101–105. [In Russian].
22. Petrescu L., Cazacu E., Petrescu C. Sigmoid functions used in magnetic hysteresis modeling. Proceedings of the 9th International symposium on advanced topics in electrical engineering (ATEE 2005), Bucharest, Romania, 7–9 May 2005. Р. 521–524.
23. Edry D., Ben-Yaakov S. A SPICE Compatible Model of Magamp Post. Regulators. IEEE Applied Power Electronics Conference (APEC’92), 1992. Р. 793–800.
24. Jovanovic M. M., Huber L. Small-Signal Modeling of Magamp PWM Switch. Applied Power Electronics Conference, 1997. Р. 922–928.
25. Yavorskyy B. I. Matematychni osnovy radioelektroniky. Chastyna I. Ternopil: TPI imeni Ivana Puluja, 1996. 184 p. [In Ukrainian].
26. Yavorskyy B. I., Gudz I. S. Tsyfrovoy generator sinusa: рatent of USSR No. SU1092516A, 15.05.1984. [In Russian].
27. Polik Z., Miklos K. Measuring and control the hysteresis loop by using analog and digital integrators. Journal of optoelectronics and advanced materials. 2008. Vol. 10. No. 7. Р. 1861–1865.
Content type: Article
ปรากฏในกลุ่มข้อมูล:Вісник ТНТУ, 2019, № 2 (94)

แฟ้มในรายการข้อมูลนี้:
แฟ้ม รายละเอียด ขนาดรูปแบบ 
TNTUSJ_2019v94n2_Yaskiv_A-Integration_of_magnetic_123-133.djvu285,6 kBDjVuดู/เปิด
TNTUSJ_2019v94n2_Yaskiv_A-Integration_of_magnetic_123-133.pdf4,09 MBAdobe PDFดู/เปิด
TNTUSJ_2019v94n2_Yaskiv_A-Integration_of_magnetic_123-133__COVER.png1,26 MBimage/pngดู/เปิด


รายการทั้งหมดในระบบคิดีได้รับการคุ้มครองลิขสิทธิ์ มีการสงวนสิทธิ์เว้นแต่ที่ระบุไว้เป็นอื่น