3218343725

20 Wprowadzenie do teorii i zastosowań materiałów magnetycznych

transformatory [80]. Prace naukowe w zakresie teorii transformatorów są publikowane od wielu lat, nadal znajdują i będą znajdowały uzasadnienie swej aktualności [351-352]. Tak więc w opinii autora stworzenie podstaw teoretycznych prezentowanego układu i poznawczy charakter niniejszej pracy mają swoje uzasadnienie i wychodzą naprzeciw oczekiwanym w przyszłości aplikacjom.

Problematyką magnetycznych mnożników częstotliwości zajmują się ośrodki naukowe Japonii, Kanady, Niemiec, Stanów Zjednoczonych, krajów byłego Związku Radzieckiego. W Polsce badania w tej dziedzinie prowadzone są od wielu lat, między innymi w Politechnice Lubelskiej, gdzie stanowią trwały, wieloletni temat prac prowadzonych w Instytucie Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii.

Treść czwartego rozdziału książki, w odróżnieniu od cytowanych wcześniej publikacji [17], [249] naukowców japońskich, jest nie tylko próbą przedstawienia koncepcji hybrydowego układu przetwarzania częstotliwości i wyników badań laboratoryjnych jego modelu fizycznego, ale również opracowania teorii tych układów, szczególnie drugiego stopnia kaskady, nie analizowanego do tej pory w warunkach pracy przy podwyższonej częstotliwości.

Dotychczasowe publikacje koncentrowały się przede wszystkim na opisie badań doświadczalnych oraz w mniejszym stopniu wycinkowych rozważań teoretycznych w odniesieniu do konkretnych mnożników, tj. potrajaczy [11-12], [57], [60], [69-70], [82-83], [92], [185], [202-203], [227], [232], [246-247], [261], [287], [289], [338] rzadziej pięciokrotników [65], [84] czy dziewięcio-krotników [87], [89-90], [324], [326] częstotliwości. Istniała luka w opracowaniu spójnej teorii tych urządzeń.

Uogólniony model matematyczny skonstruowany i rozwiązany przez autora książki stanowi kompleksowe, analityczne ujęcie zagadnienia w szerokim zakresie niespotykanym zarówno w krajowej jak i światowej literaturze przedmiotu. Wyprowadzone równanie napięciowe charakteryzuje się uniwersalnością zastosowania. Odnosi się bowiem do potrajaczy, pięciokrotników i dziewięciokrotni-ków częstotliwości, a zatem do całej klasy reprezentatywnych przedstawicieli tych przetworników. Wystarczy określić wartości zdefiniowanych współczynników równania, aby uwzględnić konkretne urządzenie z jego parametrami konstrukcyjnymi, materiałowymi i geometrycznymi. Stworzony model matematyczny pozwala na symulację różnych rodzajów obciążenia, w tym także odbiornika nieliniowego oraz ciekawego przypadku obciążenia pojemnościowego z możliwością określenia niestabilnych obszarów pracy. Uwzględnia różne amplitudy i częstotliwości sinusoidalnego napięcia zasilającego mnożnik a także straty w jego rdzeniu. Założenia upraszczające stosowane w tej pracy są mniej rygorystyczne niż w cytowanych wyżej publikacjach, natomiast sam model uwzględnia więcej parametrów analizowanych mnożników oraz bardziej naturalne i skomplikowane warunki ich pracy. Proces konstruowania modelu matematycznego dla tak bardzo nieliniowych, pracujących przy indukcji nasycenia, rdzeniach i rozbudowanych układów jest bardzo czasochłonny.