Academic literature on the topic 'Напівпровідникові комутатори'

У статті проведено аналіз електромагнітних процесів в електричних колах з напівпровідниковими комутаторами. Створено математичну модель напівпровідникового перетворювача з чотиризонним регулюванням вихідної напруги для аналізу електромагнітних процесів у напівпровідникових перетворювачах з широтно-імпульсним регулюванням. Наведено графіки, що відображають електромагнітні процеси у електричних колах. Математична модель напівпровідникового перетворювача також використовується для дослідження перехідних процесів у напівпровідникових перетворювачах з активно-індуктивним навантаженням. Розвинуто метод багатопараметричнихфункцій, які входять до алгоритмічних рівнянь аналізу усталених і перехідних процесів у розгалужених електричних колах з напівпровідниковими комутаторами і реактивними елементами, в напрямку урахування особливостей використання фазних і лінійних напруг мережі електроживлення. Розроблено нову математичну модель усталених іперехідних процесів у електричних колах напівпровідникових перетворювачів модуляційного типу з багатоканальним зонним використанням фазних напруг трифазної мережі живлення без урахування втрат електроенергії у комутаторах для швидкої оцінки впливу параметрів навантаження на характеристики регульованих синусоїдних і постійних напруг. Результати цієї роботи можна використати для розвитку методу багатопараметричних модулюючих функцій для спрощення аналізу перехідних процесів у електричних колах без врахуванням втрат у ключових елементах. Бібл. 4, іл. 3

Результати експериментальних досліджень, викладених у відомих роботах, засвідчили, що у високотемпературному надпровіднику під дією вхідного НВЧ-сигналу, коли створюється магнітне поле, рівень якого перевищує пороговий (Н>Hкр2), відбувається фазовий перехід надпровідника з надпровідного S в нормальний (резистивний) стан N (так званий процес перемикання (переключення)). Встановлено, що можливо управляти амплітудно-частотною характеристикою надпровідника напругою або струмом, що протікає. Тобто, можливо будувати перемикачі-обмежувачі на основі надпровідників, які знайдуть застосування у антенах, вхідних колах охолоджуваних надвисокочастотних трактів тощо.Найбільш практичними є пристрої на основі високотемпературних надпровідників, тому що їх робоча температура − це температура рідкого азоту, а швидкість перемикання становить менше 1 наносекунди. Однак, використання надпровідних систем потребує врахування питань сумісності їх зі штатними пристроями та урахування іншої низки особливостей будови НВЧ систем. Тобто, є сенс спершу окремо проаналізувати функціонування таких перемикачів, а потім в структурі будови штатної НВЧ системи.У статті проводиться дослідження властивостей лише окремих перемикачів (фільтрів вимикачів та обмежувачів) на основі високотемпературних надпровідних тонких плівок з метою вироблення принципів та критеріїв, які можуть бути основою здійснення автоматизованого проєктування розглянутих швидкодіючих надпровідних НВЧ-пристроїв.Для вирішення поставленої розрахункової задачі використовується алгоритм аналізу резонансних систем комутації та визначаються відповідні параме-три та критерії: коефіцієнти пропускання, модуляції, загасання; параметр якості; резонансні характеристики (частота, смуга, добротність).Результати розрахунків свідчать про необхідність застосування в сучасних НВЧ системах високотемпературних надпровідних швидкодіючих широкосмугових пристроїв (фазообертачів, обмежувачів, ліній затримки, комутаторів, тощо), що дозволить зменшити втрати енергії в приймально-передавальному тракті, збільшити швидкість управління променем антени в просторі, збільшити відношення сигнал-шум, підвищити захисні властивості прийомних тракту від електромагнітної поразки.У статті приведені результати розрахунків характеристик перемикачів, виконаних на основі надпровідникових мікрополоскових ліній передачі. Показана можливість побудови швидкодіючих (час спрацьовування менше одиниць наносекунд) перемикачів на основі надпровідності плівок в діапазоні частот 1 – 10 ГГц з часовими (швидкодія спрацьовування, час відновлення) енергетичними параметрами (енергії переключення 10-10 Дж) та резонансними характеристиками (частота, смуга, добротність), які значно кращі відповідних параметрів аналогічних пристроїв на основі напівпровідників.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.09.13 "Техніка сильних електричних та магнітних полів". – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015. У роботі вирішена науково-практичне задача удосконалення високовольтних імпульсних трансформаторів з використанням напівпровідникових комутаторів для електрофізичних установок, що дозволило модернізувати існуючі та створити нові електротехнологічні установки, які створюють сильні імпульсні електричні та магнітні поля. Встановлено, що удосконалення високовольтних імпульсних трансформаторів яке складається в тому, що частини як вторинної так і первинної обмотки рознесені і розташовані не на одному загальному стрижні, а на чотирьох хрестоподібно розташованих частинах розщепленого стрижня магнітопроводу, дозволило зменшити результуючу індуктивність розсіювання цих трансформаторів. Використання їх у двоступеневій схемі генератора імпульсів напруги дозволило створити компактне імпульсне джерело напруги з часом наростання імпульсів 250 нс на ємнісному навантаженні ~1 нФ і напругою до 1 МВ. Досліджено безаварійні раціональні режими роботи в імпульсних трансформаторах з напівпровідниковими комутаторами в генераторах для отримання ІКР з великою частотою проходження імпульсів. Вперше в заводських умовах успішно апробована установка на основі імпульсних трансформаторів з напівпровідниковими ключами в контурі генератора імпульсів напруги для парового риформінгу метану в складі коксівного газу в синтез-газ за допомогою високовольтних імпульсних об'ємних розрядів: коронного і бар'єрного із нікелевим каталізатором у реакторі.
Dissertation for competition a technical science candidate degree. Speciality 05.09.13. "High electric and magnetic field engineering". National Technical University "Kharkov Polytechnical Institute", Kharkov, 2015. In this work the scientific and practical problem of improvement of high-voltage pulsed transformers with using semiconductor switches for electrophysical plants has been solved which enabled to modernize existing and to create new electrotechnological plants that generate strong pulsed electric and magnetic fields. It was found that improvement of high-voltage transformers, which consist in that the parts of the secondary and primary windings are separated and placed not at one common core but at four crosswise situated parts of split core of magnetic circuit, enabled to reduce a resulting leakage inductance of the transformers. Using them in two-stage circuit of voltage pulse generator enabled to create a compact pulsed voltage source with pulse rise time 250 ns at a capacitive load about 1 nF and voltage of 1 MV. Accident-free rational operation modes of pulsed transformers with semiconductor switches in generators for creating PCD with high pulse repetition frequency have been investigated. For the first time in the factory conditions a plant on the basis of pulsed transformers with semiconductor switches in the circuit of the generator of voltage pulses for steam reforming of methane as part of coke-oven gas into synthesis gas with help of high-voltage pulsed volumetric discharges: corona and barrier discharge with nickel catalyst in the reactor, has been successfully test-operated.