낙뢰 서지 발생기 방전 회로 분석

가장된의 작동 원리에 따르면 서지 발생기 전자파 적합성 테스트에 사용되며 번개 서지 발생기 현재 표준에서 일반적으로 사용되는 8/20μs 및 10/700μs 테스트 파형과 결합된 테스트, 다양한 파형을 시뮬레이션하기 위한 방전 회로의 구성 및 구성 요소 매개변수 서지 발생기 2차 미분방정식과 MATLAB 시뮬레이션을 통해 얻을 수 있습니다. 이러한 발견은 서지 테스트에서 발생하는 문제에 대한 분석 방법과 솔루션을 제공합니다.

최근 연구에 따르면 서지 임펄스 컴퓨터와 오실로스코프를 결합한 관측 장치는 서지 매개변수를 디지털 형식으로 기록할 수 있습니다. 컴퓨터 시뮬레이션 소프트웨어와 비선형 데이터 피팅 방법을 사용하여 수치 정보를 해당 시뮬레이션으로 변환할 수 있습니다. 서지 파형. 테스트 담당자는 전력 시스템 스위치 또는 낙뢰 충격에 의해 생성된 과전압 펄스를 시뮬레이션하는 것을 목표로 커패시터 충전 및 방전 원리를 기반으로 서지 발생기를 설계합니다. 테스트 과정에서 방전 회로의 구성과 구조를 이해하면 테스트 과정을 더 잘 제어할 수 있을 뿐만 아니라 테스트 중에 직면하는 문제에 대한 정확한 판단과 심층 분석이 가능해집니다.

1. 시뮬레이션된 서지 발생기 파형의 정의

먼저 시뮬레이션을 정의하겠습니다. 서지 발생기 파형. Bruce Godle은 번개 펄스 파형의 지수적 상승 및 하강을 근사화하는 단일 펄스 특성을 기반으로 번개 전류 파형의 이중 지수 함수를 요약했습니다.
i(t)=I0k(e-at-e-βt)， ( 1 )
식 (1)에서 Io는 전류 펄스 KA에 해당하는 값입니다. α는 파도 전의 감쇠입니다.
계수; β는 웨이브테일 감쇠 계수입니다. K는 파형 보정 계수입니다.

마찬가지로 전압 펄스 파형도 표현할 수 있습니다.
u(t)=U0A(et/τ1-et/τ2), ( 2 )
식(2)에서 U0는 전압펄스량 KV이다. A는 보정 계수입니다.
Τ1은 반첨두 시간 상수이고; τ2는 헤드 시간 상수입니다. 식(1)과 식(2)의 처리를 얻을 수 있다.

It)/u(t) = k(E-AT-E-βt). (삼)
식(3)을 단위 피크 전류/전압 함수 방정식이라고 합니다. 8/20μs 10/700μS 테스트의 파형에 해당하는 계수 값입니다.

2. 8/20μS 충격 전류 발생기 방전 회로 수학적 분석

2.1 현재 맥파 미분할 방정식 및 해법

다음으로 8/20μS 충격 전류 발생기 방전 회로의 수학적 분석을 분석했습니다. 먼저, 현재 맥파의 미분방정식과 그 해를 고려한다. 충격 전류 발생기 방전 회로와 동등한 것이 그림 1에 나와 있습니다. 실제 회로의 기하학적 크기가 작동 신호의 파장보다 훨씬 작은 경우 이를 전체 매개변수 회로 모음이라고 부릅니다. 독립된 전원 및 저항소자와 동적성분으로 구성된 동적회로의 회로방정식은 미분방정식의 집합이다. 커패시턴스, 인덕턴스는 전압 및 전류 전달과 관련이 있습니다.

C - 주요 전기 용기; R -회로 임피던스 및 파동 저항; L -회로 분포 인덕턴스 값 및 파동 저항.

키르호프의 법칙을 통해 회로 사이의 관계를 나열하고 회로의 미분 방정식을 변환한 후 시스템의 자유 응답 방정식을 풀 수 있습니다. 커패시터 값은 정규화된 매개변수 K로서 C × [P1P2(P1-P2)]로부터 계산되므로 해당 진폭 값을 얻기 위한 펄스 전류를 얻으려면 커패시터 충전 전압은 펄스 전류 값과 같아야 합니다. . 그러나 이렇게 하면 충전 커패시터의 저항 수준이 증가하고 커패시턴스의 노화가 가속화됩니다. 이 문제를 해결하기 위해 실제 응용에서는 병렬 커패시터를 통해 충전 커패시터 용량을 적절하게 늘리고 충전 전압 진폭을 줄일 수 있습니다. 또한 Simulink 구성요소를 통해 시뮬레이션하여 다양한 파동 펄스파의 방전 회로 구성 및 구성요소 매개변수를 얻고 펄스 파형의 조합으로 얻은 표준 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 그러나 이러한 모델은 이상적인 환경에서 구축되었으며 실제 회로 설계에서는 회로의 임피던스 손실, 커패시턴스 및 인덕터와 같은 구성 요소의 분포 매개 변수뿐만 아니라 분산 매개 변수도 고려해야 합니다. PEARSON 코일에. 다양한 구성요소 매개변수 값을 미세 조정함으로써 상대적으로 표준적인 파형에 도달할 수 있습니다.

3. 낙뢰 서지 발생기의 적용:

서지 테스트에서는 스워밍 펄스 관찰기의 적용이 매우 중요합니다. 서지 펄스 관찰자는 컴퓨터와 오실로스코프의 협력을 통해 군집 매개 변수를 디지털 형식으로 기록할 수 있습니다. 디지털 정보의 비선형 피팅을 통해 이러한 디지털 정보는 해당 시뮬레이션 파동으로 변환될 수 있습니다. 테스트 담당자는 커패시터 충전 및 방전 원리에 따라 서지 발생기를 설계하고, 전력 시스템 스위치를 시뮬레이션하거나 과도 현상에 의해 생성된 벼락 충격 과도 현상을 설계할 수 있습니다. 서징 펄스 관찰을 적용함으로써 테스트 담당자는 테스트 프로세스를 더 잘 파악할 수 있을 뿐만 아니라 테스트 문제를 정확하게 판단하고 심층적으로 분석할 수 있습니다.

결론 :

(1) 회로의 구성요소 특성(용량성 전압, 인덕턴스 전류 등)에 따라 Cirhoff의 법칙을 사용하여 회로 관계를 나열하고, 회로의 미분 방정식을 변환하고, 시스템의 자유 응답 방정식을 푼다.
(2) 커패시턴스 값은 해당 진폭 값의 펄스 전류를 얻기 위해 커패시터 값에 의해 정규화된 매개변수 K로 계산되므로 커패시터 충전 전압은 펄스 전류 값과 같아야 합니다. 이렇게 하면 충전 커패시터의 저항 수준이 증가하고 커패시턴스의 노화가 가속화됩니다. 실제 응용에서는 UOC[P0P1/(P2-P1)]가 고정된 값이므로 병렬 커패시터를 통해 충전 커패시터 용량을 적절하게 늘리고 충전 전압 진폭을 줄일 수 있습니다.
(3) Simulink 구성 요소의 시뮬레이션을 통해 다양한 파동 펄스파의 방전 회로 구성 및 구성 요소 매개 변수를 얻습니다. 조합으로 얻은 펄스 파형은 표준 요구 사항을 충족합니다. 그러나 이는 이상적인 환경에서 확립된 모델이다. 실제 회로 설계에서는 회로 상의 임피던스 손실, 커패시턴스, 인덕터 등의 분포 매개변수, 회로 전압의 전압 부호의 분포 매개변수, 회로 전류 등을 고려해야 한다. Pearson Pearson 코일의 분포 매개변수는 다음과 같다. 비교적 표준적인 파형을 얻으려면 다른 구성 요소의 값으로 약간 조정해야 합니다.
(4) 전자파 적합성 시험 및 낙뢰 서지 발생기 시험에서 모의 ​​파동 서지의 작동 원리를 조사하고 현행 표준에서 일반적으로 수행되는 8/20μs 및 10/700μs 시험 파형을 결합하여 두 번째 - 차수 미분 방정식은 XNUMX차를 통과할 수 있습니다. 다양한 파형 시뮬레이션 서지 발생기 방전 회로의 구성 및 구성 요소 매개변수를 얻기 위한 솔루션 및 Matlab 계산 시뮬레이션입니다. 동시에 파동 펄스 관찰을 사용하여 관찰하고 기록할 수 있으므로 테스트 프로세스를 더 잘 파악하고 테스트에서 발생한 문제를 정확하게 분석하고 해결할 수 있습니다. 이러한 방법과 기술을 적용하면 전자파 적합성 테스트 및 낙뢰 충격 테스트 문제에 대한 효과적인 분석 방법과 솔루션을 제공할 수 있습니다.

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