Подавление паразитных радиочастотных колебаний в системах нагревательного и электромеханического типов

Тип работы:
Диссертация
Предмет:
Радиофизика
Страниц:
140


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Актуальность проблемы: Задачи обеспечения электромагнитной совместимости- в* том числе минимизациишобочных-(паразитных) колебаний- снижениям и подавления уровня?- нелинейных искажений имеют непреходящее значение для? самых различных отраслей радиофизики- а также электро- и радиотехники. Несмотря- на бурное продвижение в миллиметровый- инфракрасный, терагерцевый и оптический диапазоны, дефицит радиочастотных и СВЧ каналов снязи не уменьшается, а растет за счет быстрого развития& laquo- и применения различных радиотехнических устройств.

Поэтому задачах обеспечения чистоты генерируемых, усиливаемых и передаваемых сигналов- минимизации? побочных колебаний- уровня индустриальных радиопомех (ИРП) в промышленных электрических цепях И: паразитных электромагнитных колебаний (ИЭМК) в эфире является задачей' непреходящей актуальности. Эти- задачи минимизации паразитных колебаний, нелинейных искажений& raquo- и их подавления- в настоящее время& raquo- актуальны& raquo- для' диапазона от сверхнизких частот до & euro-ВЧ и КВЧ.

В' этой связи- разработка^ соответствующих математических моделей, методов экспериментальных исследований- позволяющих прогнозировать уровень генерируемых ИРП и ПЭМК в промышленных и бытовых установках, осуществлять поиск методов их снижения и подавления, представляется актуальной и: практически значимой. Достаточно отметить, что помехи в низкочастотной части радиодиапазона оказывают серьезное влияние на качество радио- и телекоммуникаций, сильно влияют на здоровье людей, наносят вред работе различных электротехнических изделий (например, помехи коммутационного происхождения в контактных сетях электротранспорта могут существенно отражаться на надежности и долговечности двигателей трамваев, троллейбусов и электровозов).

С целью борьбы с этими помехами практически с первых десятилетий появления и развития электротранспорта (в частности- горэлектротранспорта) были разработаны и внедрены реакторы помехоподавления (РП), выполняющие две функции. С одной стороны, они препятствовали попаданию спектра паразитных колебаний от двигателей подвижных средств электротранспорта в контактную сеть с возможностью излучения в эфир. Во-вторых, они затрудняли проникновение помех, возникающих за счет, коммутационных процессов в контактной сети* в электрические цепи самого трамвая, троллейбуса, электровоза:

Однако эти устройства традиционно выполнялись в виде массивных катушек индуктивности, выполненных из толстой и широкой-алюминиевой, а чаще — медной ленты, навиваемой в обкладке из своеобразного сердечника. &mdash- тонкой ленты из электротехнической’стали.

Поскольку РП включаются последовательно’в сильноточные электрические цепи (для горэлектротранспорта — это сотни ампер, для железнодорожного транспорта — килоамперы) толщину и ширину ленты в существующих РП выбирают достаточно-большой, что обусловливает большую массу и очень высокую стоимость этих устройств. Так Р П для’трамваев и троллейбусов имеют массу до 60 кг, причем основная*(85+90%) ее часть приходится на дорогостоящую медную ленту. Для электропоездов^ масса используемых РП (также на основе медной ленты) достигает зачастую более 1 т.

В. этой связи задача’разработки математических моделей, позволяющих корректно рассчитывать РП, осуществлять их оптимизацию с целью снижения стоимости и габаритов, а также повышения качества, представляется^ технически важной и актуальной. Не решенной здесь, до конца проблемой является строгое полевое математическое моделирование соленоидов различной формы с магнитными и электромагнитными экранами, позволяющее существенно (многократно) минимизировать массу и стоимость подобных устройств, получая при этом, как минимум, не худшие характеристики подавления паразитных колебаний. Для задач фильтрации важен корректный учет распределенных межвитковых емкостей в соленоиде.

Актуальной проблемой является миниатюризация и улучшение качества при проектировании электронагревательных устройств (ЭНУ) среднего и высокого уровней мощности. К улучшаемым характеристикам относятся: температура поверхности нагревательного элемента при стационарном режиме, равномерность распределения теплового потока, тепловая инерционность и эффективность обогрева, увеличенная скорость выхода на рабочий режим, надежность и долговечность. Это, в частности, достигается переходом от традиционных трубчатых электронагревателей (ТЭНов) к элементам* на основе открытых спиралей, а также последующим введением в цепь нагрева силовых полупроводниковых диодов (СГТД): При этом за счет снижения эффективных значений тока и мощности нагрева (при сохранении их амплитудных значений) удается примерно-вдвое снизить активное сопротивление нагревательных элементов, т. е. габариты и стоимость ЭНУ. Однако-использование СПД приводит к появлению высших гармоник и ИРП в подводящих проводах и окружающем пространстве- Поэтому актуальной задачей является исследование уровней высших гармоник в зависимости- от характеристик СПД, схемотехнического решения электронагревательного устройства, а также определение уровня излучаемой& raquo- мощности на гармониках. В литературе эти вопросы исследованы недостаточно.

Задачи моделирования паразитных колебаний и проведение их экспериментального исследования& raquo- являются актуальными для технических приложений и проектировании ЭНУ.

Не менее актуальна и проблема снижения уровня высших колебаний в устройствах СВЧ нагрева, в которых необходимо, с одной стороны, максимально сконцентрировать достаточно равномерное электромагнитное поле в рабочей области, где происходит термообработка (сушка) объектов микроволнового воздействия, а с другой — необходимо минимизировать уровень электромагнитного поля СВЧ в областях, откуда возможно его излучение в свободное пространство. При этом уровень высших мод в многомодовых резонаторах этих установок желательно существенно снизить. Рассматривавмые промышленные установки СВЧ нагрева имеют открытые окна для конвейерной подачи продукта, и встает задача подавления излучения из них путем использования заграждающих фильтров.

Важной задачей является проведение экспериментальных исследований, позволяющих, с одной стороны оценить адекватность построенных моделей, а с другой проверить фактическое распределение полей в различных вариантах построения- разрабатываемой электродинамической- системы. В этой связи- ставилась задача разработки математических& raquo- моделей на основе* интегральных уравнений для распределения поля в установке, а также расчет фильтров по-заданному значению интенсивности поля на апертуре окна. Модель адаптирована к прямоугольной камере СВЧ нагрева, возбуждаемой прямоугольным волноводом переменного сечения с продольной щелью.

Сформулированные выше вопросы определили актуальность проведенных в настоящей диссертационной работе исследований и позволили сформулировать общую цель диссертационной работы: определение уровней паразитных электромагнитных колебаний и излучений в системах нагревательного и электромеханического типов, включая системы СВЧ обработки материалов, и разработка методов их подавления.

Для достижения указанной цели представлялось необходимым решить следующие основные задачи:

1. Разработать математические модели, адекватно описывающие стационарный и нестационарный режимы работы электронагревательных устройств различного типа с нелинейным полупроводниковым элементом и с учетом нелинейных тепловых процессов, т. е. излучения по закону Стефана-Больцмана, методы их экспериментального исследования, и на этой основе осуществить выбор типа электронагревательных элементов, наиболее полно удовлетворяющих современной системе требований к таким устройствам.

2. Разработать теоретические и экспериментальные методы оценки уровня напряжения радиопомех, создаваемого СПД, методы определения 8 корреляции уровня генерируемых радиопомех с собственными характеристиками диодов, определить влияние выбора схемного решения (способа и места включения СПД в схему сложного электронагревательного устройства) на уровень создаваемых радиопомех.

3. Разработать математическую модель для анализа и синтеза реакторов помехоподавления- учитывающую связь их индуктивности с конфигурацией. токопроводящей ленты, конфигурацией и магнитной проницаемостью материала магнитного экрана- и произвести на этой основе-расчет различных конфигураций РП с магнитными экранами с учетом межвитковых и специально введенных емкостей и без них- провести экспериментальное исследование синтезированных конфигураций реакторов помехоподавления.

4. Провести моделирование и экспериментальное исследование прямоугольной камеры СВЧ нагрева с распределенным вводом мощности- исследование уровня паразитных излучений из окон подачи продукта.

Научная новизна результатов работы:

& bull-Впервые в задаче для цилиндрических электронагревательных элементов с несколькими концентрическими слоями получено решение уравнения теплового баланса с учетом конвекции и закона излучения Стефана-Больцмана в уравнении теплопроводности и в интегральном балансе, описывающее нестационарные процессы остывания и нагрева, динамику распределения температуры и позволившее оценить различие в поведении сравниваемых систем.

• Впервые с учетом нелинейных барьерной и диффузионной емкостей, а также влияния технологического разброса характеристик СПД в составе ЭНУ проведен расчет уровня нелинейных искажений в цепи переменного тока и создаваемых индустриальных радиопомех. Проведено экспериментальное исследование уровней ИРП от сверхнизких частот до УВЧ, создаваемых разными отечественными и зарубежными СПД, включенными по различным схемам в цепи электронагревательных элементов.

& bull-Разработанная математическая модель для анализа частотной характеристики квазипиковых значений радиопомех, построенная на основе итерационного решения нелинейного уравнения для тока, позволяет оценивать спектр радиопомех. В случае кусочно-линейной аппроксимации ВАХ СПД эта модель согласуется с аналогичными расчетами на основе функций Берга.

& bull-На^ основе экспериментальных исследований и теоретических расчетов- индуктивности с электромагнитными экранами определена дисперсия^ магнитной проницаемости электротехнической стали х, а также ее влияние на частотную характеристику подавления РП для слабых токов. Для импульсов сильных токовшсследовано1 влияние нелинейности и насыщения р, на подавление гармонических составляющих, а также исследовано помехоподав-ление вплоть до СВЧ диапазона.

& bull-На основе интегро-дифференциальных уравнений для электрического вектор-потенциала впервые получены соотношения-для определения индуктивности реакторов помехоподавления (РП). Методом последовательных приближений проведен расчет индуктивностей с учетом электромагнитных экранов для нескольких конфигураций РП.

& bull-Проведено экспериментальное и теоретическое исследование распределения электромагнитного поля в прямоугольной резонансной камере, возбуждаемой через щель связи прямоугольным волноводом переменного сечения. Измерение проведено по впервые разработанной оригинальной методике, использующей косвенный подход — путем измерения излучения из боковой плоскости камеры через отверстия в металлической пластине, закрывающей соответствующую ей плоскость.

& bull-Разработанная на основе метода поверхностных интегральных уравнений строгая модель прямоугольной резонансной камеры СВЧ нагрева с тремя диэлектрическими слоями, возбуждаемой прямоугольным волноводом переменного сечения, позволяет получить распределение квадрата амплитуды электрического поля в нагреваемом слое с перепадом не более 50% по всей длине.

& bull-Расчет, проведенный по основанной на методе интегральных уравнений электромагнитного поля, строгой модели прямоугольной резонансной камеры СВЧ нагрева, возбуждаемой- прямоугольным волноводом переменного сечения, показывает, что уменьшение ширины, щели, приводит к-увеличению амплитуды высокочастотного, электрического поля в обрабатываемом. СВЧ полем диэлектрическом слое, при одновременном увеличении* однородности распределения^ поля вдоль щели, однако при этом несколько уменыпа-ется КПД передачи энергии из возбуждающего волновода в камеру.

Достоверность научных результатов и выводов работы подтверждается& raquo- соответствием проведенных экспериментальных исследований с данными численного моделирования, применением строгих в рамках постановки задачи моделей, а в ряде случаев совпадением этих данных с аналитическими результатами.

Научно-практическая значимость результатов. Особую научно-практическую значимость работы представляют следующие ее результаты:

1. Введение дополнительных шунтирующих емкостей катушки индуктивности реактора помехоподавления позволяет в несколько* раз уменьшить число ее витков при одновременном увеличении подавления помех, при этом влияние межвитковых емкостей в виде всплесков на* частотной характеристике подавления уменьшается. Показано, что использование дополнительных шунтирующих емкостей на порядок увеличивает помехо-подавление и позволяет, как минимум, на порядок снизить габариты и стоимость.

Используемая в стандартных реакторах лента из электротехнической стали приводит к незначительному (порядка нескольких процентов) увеличению индуктивности, тогда как внешние электромагнитные экраны позволяют увеличить ее в несколько раз.

2. Решение нелинейного одномерного уравнения теплового баланса с учетом излучения прямыми методами показывает возможность значительного (порядка двух раз) возрастания температуры ТЭНов в-малом, временном промежутке после отключения питания ЭНУ и одновременном прекращении искусственного' теплосъема, что является одним из основных недостатков ТЭНов при сравнении их с открытыми спиралями.

Разработанные математические модели- могут в, силу своей общности использоваться^ исследователями, и инженерами-разработчиками электротехнического и электронного оборудования рассматриваемого типа.

Полученные результаты, теоретического и экспериментального исследования1 практически полностью использованы в научно-производственной фирме & laquo-Этна»- при проектировании и разработке мощных электронагревательных приборов, реакторов помехоподавления для горэлектротранспорта и-промышленного оборудования микроволновой сушки.

Апробация, работы и публикации. Результаты выполненных исследований обсуждались на научных семинарах кафедры прикладной- физики СГУ и докладывались на международных и всероссийских конференциях, в том числе* на 4-й международной научно-технической конференции & laquo-Радиотехника и связь& raquo- (Саратов, 2007), 9-й международной научно-технической конференции & laquo-Актуальные проблемы электронного приборостроения& raquo- (Саратов, 2010), 10-м международном семинаре «Electromagnetics of Microwaves, Submillimeter and Optical Waves» (Саратов, 2010).

Материалы диссертации представлены в 17 опубликованных работах. Из них 3 статьи в реферируемых изданиях, входящих в список ВАК, 2 труда конференций, 6 патентов РФ.

Личный вклад* автора. Все основные результаты, включенные в диссертацию, получены лично автором. Соискателем проведены численные и натурные эксперименты, выполнен теоретический анализ упрощенных моделей.

Содержание работы

Материалы диссертации изложены на 140 страницах, содержат 43 рисунка и список цитированной литературы из 107 наименований. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списков цитированной литературы и собственных работ автора.

4.8. Выводы

Таким образом, в настоящей главе выполнено моделирование и экспериментальное исследование прямоугольной камеры СВЧ нагрева с

125 распределенным вводом мощности- исследование уровня, паразитных излучений из окон подачи продукта.

В результате проведенного теоретического и экспериментального анализа* установлен ряд закономерностей, принципиально важных для проектирования электродинамических систем такого типа:

1. С уменьшением ширины щели амплитуда^ высокочастотного? электрического поля! в обрабатываемом диэлектрическом слое увеличивается. Увеличение диэлектрической' нагрузки также приводит к росту амплитуды-поля*.

2. Принципиального различиям в распределении поля для случаев однонаправленного1 и противоположно направленного распространения* мощности- в- соседних возбуждающих волноводах не- наблюдается- однако-развязка между волноводами’в последнем-случае лучше.

3- В случае малых щелей имеется большая локализация-поля вблизи щелей- однако равномерность распределения- поля вдоль щели значительно' возрастает.

В результате проведенных в настоящей главе исследований:

— впервые на основе строгой модели-, основанной на методе поверхностных интегральных уравнений-для электрического’поля проведено моделирование электродинамической? системы установок СВЧ нагрева диэлектрических материалов в виде прямоугольной резонансной- камеры, возбуждаемой прямоугольным волноводом переменного сечения через щель связи, ширина которой изменяется по длине волновода. проведено экспериментальное исследование распределения электромагнитного поля в прямоугольной резонансной камере, возбуждаемой через щель связи прямоугольным волноводом переменного сечения. Измерение проведено по впервые разработанной методике, использующей косвенный подход — путем измерения излучения из боковой плоскости камеры через отверстия в металлической пластине, закрывающей эту плоскость.

Разработанная на основе метода поверхностных интегральных уравнений строгая модель прямоугольной резонансной камеры СВЧ нагрева с тремя диэлектрическими слоями, возбуждаемой прямоугольным волноводом переменного сечения, позволяет получить распределение квадрата амплитуды электрического поля в нагреваемом слое с перепадом не более 50% по всей длине. Расчет, проведенный по такой, модели для прямоугольной резонансной камеры СВЧ нагрева, возбуждаемой прямоугольным волноводом переменного сечения, показывает, что уменьшение ширины-щели (в диапазоне значений до 3 мм) приводит к увеличению амплитуды высокочастотного электрического поля в обрабатываемом СВЧ полем диэлектрическом слое, при одновременном увеличении однородности распределения поля-вдоль щели, однако при этом несколько уменьшается? КПД’передачи энергии из & laquo-возбуждающего волновода в камеру.

Окна связи с резонаторными камерами обычно имеют фильтры в виде отрезков прямоугольного волновода большого сечения (по сечению окна), на стенках которого выполнены металлические ребра (диафрагмы) и расположен поглотитель в виде специального сорта поглощающей’резины. Таким образом, указанная секция представляет собой диссипативный фильтр мод. Снижение уровня& laquo- излучений достигается увеличением длины-секции и числа диафрагм. Поскольку указанная секция1 существенно многомодовая с числом возможных распространяющихся мод до десятка, ее синтез осуществлялся-по разработанной программе расчета одномодового фильтра, позволяющей работать на любом из типов волн Нпт и Епт. Программа основана на формулах длинных линий с потерями с учетом вносимых реактивных проводимостей диафрагм, связанных с возбуждаемых на них высших реактивных типах волн. Соответствующие реактивности определялись приближенно по вариационному методу Швингера. Также использовалось приближение, что типы волн Нпт и Епт не связаны друг с другом, хотя в системах с потерями такая связь имеется. Синтез фильтра осуществлялся численно по нескольким типам волн, включая и волны разной

127 поляризации, например, Ню и Ноь Если на окне задано распределение электрического поля, его можно разложить по модам [107], а затем для каждой из них пересчитать его в плоскость выхода фильтра, т. е. на границу с внешним пространством. Для всех распространяющихся мод отношение указанных величин при длине секции около метра составляло порядка 100 дБ, что вполне обеспечивает требуемый уровень ЭМС по норме 10 мкВт/ см2.

Разработанные математические модели могут в силу своей общности использоваться исследователями и инженерами-разработчиками электротехнического и электронного оборудования рассматриваемого типа. Полученные результаты теоретического и экспериментального исследования практически полностью использованы в научно-производственной фирме & laquo-Этна»- при проектировании и разработке мощного промышленного оборудования микроволновой сушки.

Заключение

В настоящей диссертации& raquo- исследуются электромагнитные колебания и волны, являющиеся побочными (паразитными) в системах СВЧ нагрева, электронагревательных приборах, электротранспорте. В итоге выполненных исследований получены следующие теоретические положениями результаты прикладного характера:

1. Проведено теоретическое и экспериментальное исследование различных типов нагревательных элементов в стационарном и нестационарном, режимах работы, на основании которого по большинству параметров, предпочтение отдается’открытым спиралям.

2. На основе решения& raquo- нелинейного уравнения теплового баланса, а также экспериментального исследования показано, что ТЭНам в отличие от открытых спиралей свойственно значительное повышение температуры поверхности при прекращении искусственного теплосъема.

3. На основании' теоретических расчетов и ряда экспериментов показано, что независимо от типа диода, при последовательном включении в цепь питания нагревательного элемента в последней образуются высшие гармонические составляющие тока, создающие соответствующий уровень индустриальных радиопомех, основное влияние на который оказывают электрические параметры диода — крутизна и угол отсечки, определяющие вид его вольт-амперной характеристики, а также диффузионная и барьерная емкости.

4. Проведен сравнительный анализ методик оценки уровней индустриальных радиопомех, создаваемых силовыми полупроводниковыми диодами в составе электронагревательных устройств среднего и высокого уровней мощности. Построена модель, учитывающая нелинейные емкости перехода диода.

5. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований выполнен сравнительный анализ двух типов диодов, различающихся по своей структуре и, как следствие, имеющих различный разброс ветвей В АХ. Показано-, что быстро-восстанавливающиеся ЕшСоп диоды имеют значительные преимущества перед: диодами типшДЛ-1Т2−25*

6- Исследовано влияние разброса ветвей ВАХ на уровни ИРП. Рассмотрено несколько-' вариантов, включения5 диодов?¦¦•в? цепи- ЭНУ. На- основе: теоретического5 обоснования и последующего? экспериментального подтверждения сделан вывод о существенном влиянии- места- и способа включения диодов в схеме ЭНУ.

7. Проведено исследование частотных зависимостей индустриальных радиопомех, генерируемых нагревательными схемами, содержащими8 встречно направленные диоды, расположенные в параллельных нагревательных линиях. Также исследовано подавление уровней ИРП, создаваемых схемами типа & laquo-звезда»- и & laquo-треугольник»-.

8. На основе теоретических и экспериментальных исследований выполнен сравнительный анализ стандартной ш синтезированной конструкций реакторов помехоподавления-

9: Применительно к проблеме: расчета индуктивности- радиореактора: помехоподавлениян рассмотрены интегро-дифференциальные уравнения магнитостатики г относительно электрического вектор-потенциала" и магнитного поля. Методом: последовательных приближений- найдены соотношения для индуктивности при наличии электромагнитных экранов- Показано- что обычно налагаемое условие калибровки потенциала в виде его соленоидальности следует как результат метода последовательных приближений.

Ю. Проведено исследование частотной характеристики РП. Учет межвитковых емкостей при расчете коэффициентов передачи приводит к появлению осцилляций на частотной характеристике подавления. Введение же шунтирующих емкостей позволяет эти осцилляции сгладить и улучшить помехопо дав л ение.

1 Г. Исследовано влияние нелинейности намагничивания и& raquo- частотной дисперсии, магнитной- проницаемости на1 помехоподавление. Оценен, спектр- выделяемого на* двигателе высокочастотного напряжения и исследовано его подавление РП, включая учет входящих в него-межвитковых емкостей и дополнительных шунтирующих емкостей

12. Проведено моделирование и-экспериментальное исследование двух типов-электродинамических систем — прямоугольной резонансной& quot- камеры, возбуждаемой, волноводами переменного * сечения и желобкового волновода. Разработана методика экспериментального исследование таких систем: исследование распределения полей СВЧ проводилось косвенным методом — путем измерения излучения из боковой плоскости камер через отверстия в металлических пластинах, закрывающих камеры. Проведен сравнительный анализ электродинамических характеристик этих систем. Полученные результаты^ позволяют говорить о. принципиальной применимости системы на основе прямоугольной резонансной камеры для использования в установках микроволнового воздействия.

13.В работе приведены рекомендации по выбору типа используемых элементов рассматриваемых систем, методик расчета и измерений, а так же основных направлений снижения паразитных радиочастотных колебаний без значительного ухудшения качества работы систем.

ПоказатьСвернуть

Содержание

Глава* 1. Методы анализа электромагнитной совместимости, нелинейных искажений, подавления паразитных колебаний и излучений

1.1. Методы анализа! преобразования сигналов в безынерционных нелинейных цепях.

1.2. Методы анализа преобразования сигналов в инерционных нелинейных цепях.

1.3. Методы анализа и подавление паразитных излучений.

1.4. Подавление паразитных (высших) колебаний, в многомодовых резонансных камерах СВЧ& gt- нагрева.

1.5. Выводы.

Глава 2. Теоретическое и экспериментальное исследование электронагревательных установок

2.1. Теоретический анализ тепловых полей в стационарных режимах электронагревательных элементов.

2. 2: Разработка методов экспериментального исследования. Основные результаты анализа стационарных и нестационарных тепловых режимов. Выбор типа электронагревательного элемента.

2.2.1. Экспериментальное исследование температурных зависимостей нагревательного блока на открытых спиралях в стационарном и нестационарном режимах.

2.2.2. Экспериментальное исследование температурных зависимостей нагревательного блока на ТЭНах в стационарном и нестационарном режимах и сравнение их с данными, полученными для блока нагрева на открытых спиралях.

2.2.3. Сравнение однородности температурного поля по сечению нагреваемого воздушного потока.

2.3. Сравнение режимов остывания ТЭНов и нагревательных блоков на открытых спиралях с учетом нелинейных нестационарных тепловых процессов.

2.4. Постановка задачи расчета, проектирования и разработки электронагревательных приборов с включенными в их электрическую схему силовыми диодами.

2.5. Теоретический анализ уровня& quot- паразитных колебаний, создаваемых в цепи переменного тока силовыми, полупроводниковыми диодами (СПД) в составе ЭНУ.

2.6. Расчет уровней ИРП для схем с одним диодом3, с исследованием^ влияния* технологического^ разброса характеристик диодов на уровни индустриальных радиопомех. 59'

2.7. Определение влияния*выбора схемного решения, (способа и места включения СПД в схему сложного ЭНУ) на уровень создаваемых, радиопомех.

2.8. Сравнительный анализ методов определения* уровня создаваемых радиопомех диодов. Учет нелинейных барьерной и диффузионной емкостей СПД в составе ЭНУ на уровень& raquo- создаваемых ими нелинейных искажений. Сравнение результатов расчета по модели, использующей кусочно-линейную аппроксимацию' В АХ СПД с результатами расчета по модели, использующей нелинейные емкости диода.

2.9. Экспериментальное исследование уровней ИРП, создаваемых различными отечественными и зарубежными' СПД, включенными по различным схемам в цепи электронагревательных элементов.

2.9.1. Оборудование и методика эксперимента.

2.9.2. Результаты измерений. 76<-

2. 10. Выводы.

Глава 3. Улучшение частотных характеристик реакторов помехоподавления и снижение уровня индустриальных радиопомех электротранспорта

3.1. Анализ конструкции и электрических параметров реакторов помехоподавления. Постановка задачи исследований.

3.2. Расчет индуктивности РП.

3.3. Анализ формы импульса напряжения.

3.4. Анализ подавления и синтез фильтра для РП.

3.5. Помехоподавление с учетом дисперсии и нелинейности.

3.6. Экспериментальные исследования реактора помехоподавления.

3.7. Выводы.

Глава 4. Моделирование и экспериментальное исследование прямоугольной резонаторной камеры СВЧ нагрева, возбуждаемой прямоугольным- волноводом переменного сечения, с длинной щелью

4.1. Описание электродинамической системы для промышленного оборудования СВЧ нагрева. Постановка задачи исследований.

4.2. Моделирование электродинамической системы.

4.3. Результаты расчета.

4.4. Экспериментальное исследование* зависимостей коэффициента передачи из возбуждающего волновода в резонансную камеру от геометрических размеров волновода и щели связи.

4.5. Методика измерения распределения поля.

4.6. Результаты измерения распределения электромагнитного поля.

4.7. Связь распределения электромагнитного поля внутри резонансной камеры с уровнем излучения из нее в открытое пространство.

4.8. Выводы.

Список литературы

1. Седельников О. Ю. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Учебное пособие. Казань, изд-во ЗАО & laquo-Новое знание& raquo-, 2006. 304 е..

2. Д. В- Благовещенский- Радиосвязь и электромагнитные помехи. Учебное пособие: Санкт-Петербург, издгвоСПбРУАН-2002. 70с:. 3: Шваб* Адольф:. Электромагнитная совместимость., М-г: Энергоатомизт дат, 1995. 480 с.

3. Хабйгер Э-. Электромагнитная"совместимость- Основы ее обеспечения в технике: //под:ред.- д.т.ш. Б: К. Максимова: Перевод, ИМ! Кужекина М-, Энергоатомиздат, 1995.

4. Дональд Р. Ж. Уайт Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. М., & laquo-Советское радио& raquo-. /Т1. -Т21 978 -272 е., ТЗ 1979 464 е./ (6: Цицикяш Г. Н, Электромагнитная* совместимость в^ электроэнергетике.

5. Учебное пособие. Санкт-Петербург, изд-во СЗТУ, 2006. 7. Акбашев? Б.Б.,. Кечиев& raquo- ЖН-, — Соколов А. Б- Эффективность экранирования перфорированных экранов. // Технологии: ЭМС. 2008. (№ 2(25). С. 19−26г

6. Акбашев Б. Б., Соколов А. Б. Электропроводящие покрытия для- повышения: эффективности экранирования. //Технологии ЭМС. 2008. (№ 3(26). С. 54−61.

7. Веселовский. О. Н., Шнейберг Я. А. Очерки по истории электротехники. -М.'. Издательство МЭИ, 1993−13. & laquo-Радиотехник»-, № 8. Издание радиоотдела народного комиссариатам почт и телеграфов. Нижний Новгород, 1919.

8. Котельниковг В. А. Теория потенциальной помехоустойчивости. М.- Л: Государственное энергетическое издательство, 1956:

9. Харкевич А. А. Нелинейные и параметрические явления в-радиотехнике: — М.: Гостехиздат, 1956. 184 с. 1 б. Харкевич А. А. Борьба с помехами. Изд-во Наука, М., 1965

10. Ott Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах. Под ред. М. В. Гальперина. Изд-во Мир, 1979. 317 с.

11. ГОСТ Р 51 318. 14. 1−99 (СИСПР 14−1-93) Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от бытовых приборов, электрических инструментов и аналогичных устройств. Нормы и методы испытаний

12. ГОСТ Р 50 397−92. Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения*.

13. TOGT 23 872 — 79 Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная. Номенклатура параметров и классификация технических характеристик.

14. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 1988.

15. Калиткин H.H. Численные методы. М. :Наука, 1978. -512с.

16. Молотков И. А. Маненков. А.Б. О нелинейных туннельных эффектах // РЭ. 2007. Т. 52. №"7. С. 799−806.

17. Каханер Д, Маулер К, Нэш С. Численные методы и программирование. М.: Мир, 1998.

18. Дж. Ортега, В. Рейнболдт. Итерационные методы*решения систем нелинейных уравнений со’многими неизвестными. М.: Мир, 1975

19. Безручко Б Л, Прохоров- М. Д., Селезнев Е. П. Нелинейный электрический маятник. Саратов, Издательство Гос-УНЦ & laquo-Колледж»-, 1999, 33 с.

20. Анищенко B.C., Астахов В. В, Вадивасова Т. Е., Нейман А. Б., Стрелкова Г. И., Шиманский-Гейер JT. Нелинейные эффекты в хаотических и стохастических системах. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 544 с.

21. Манаев Е. И. Основы радиоэлектроники. М.: & laquo-Радио и связь& raquo-, 1990. -512 с.

22. Дж. Варне Электронное конструирование: методы борьбы с помехами. Под ред. Д-ра техн. Наук Б. Н. Файзулаева, М., & laquo-Мир»- 1990. 238 с.

23. Шапиро Д. Н. Основы теории электромагнитного экранирования. Л., & laquo-Энергия»-, 1975, 112 с.

24. В. Ю. Рогинский Экранирование в радиоустройствах. Л., Энергия, 1969. 112 с.

25. Д. Херреро, Г. Уиллонер. Синтез фильтров М.: Сов радио, 1971

26. Фельдштейн А. Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ/ А. Р. Фельдштейн, Л. Р. Явич. М.: Связь, 1971. 352 с.

27. Маттей Г. Л., Янг Л., Джонс Е.М. Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. М.: & laquo-Связь»-, 1972 г., том.1 222 е., том 2 249 с.

28. Альтман Дж. JI. Устройства сверхвысоких частот. Под ред. И. В, Лебедева. М.: & laquo-Мир»-, 1968

29. Безбородов Ю. М. Фильтры СВЧ на диэлектрических резонаторах/ Ю. М. Безбородов, Т. Н. Нарытник, В. Б. Федоров К.: Техника, 1989. -184 с.

30. Григорьев А. Д., Янкевич В. Б. Резонаторы и резонаторные замедляющие системы СВЧг Численные методы расчета и проектирования. М. "-: Радио и связь, 1984. 248 с.

31. Козлов В-И., Юфит F.A. Проектирование1 СВЧ устройств с помощью ЭВМ! М.: & laquo-Сов: радио& raquo-- 1975: 176 с.

32. Модель A.M. Фильтры, СВЧ в радиорелейных системах. М.: Связь. 1967.

33. Хельзайн Дж. Пассивные и активные цепи СВЧ: Пер. с англ. под ред. А. С. Галина. М*.: Радио и связь, 1981. — 200 с. 43-Халяпин Д. Б. Коаксиальные и полосковые фильтры СВЧ' - М.: Связь. 1969.

34. Фуско В: СВЧ: цепи. Анализ- и автоматизированное проектирование. Пер. с англ. М.: Радио и связь. 1990: — 288 с.

35. Седышев Э. Ю. Синтез! эллиптических фильтров СВЧ диапазона: Дис. канд. техн. наук: 05. 12. 07: СПб., 2004 136 с. РГБ ОД, 61: 05−5/3418

36. Design of a dual-band quadrifilar helix antenna. Hosseini, M.- Hakkak, M.- Rezaei, P. -Antennas and Wireless Propagation Letters, IEEE Volume 4, 2005 Page (s): 39 42

37. Analysis and design of a satellite-borne wide-beam quadrifilar helix antenna Chen Chen- Fang Yang- Chenjiang Guo- Jiadong Xu- Microwave Conference, 2008. APMC 2008. Asia-Pacific 16−20 Dec. 2008 Page (s):l 4

38. Design of multi-layered' polygonal helix antennas for RFID readers in UHF band Jaeyul Choo- Hosung Choo- Park, L.- Oh, Y.- Antennas and Propagation Society International Symposium, 2005 IEEE Volume 2B, 3−8 July 2005 Page (s): 283 286 vol. 2B

39. Simulation design of ultra-wideband helix antenna Yu Xinfeng- Gao Min-

40. Radar Symposium, 2008 International 21−23 May 2008 Page (s):l 3 50. Computer-aided design of octo-filar helix antennas with fixed arm length Yang Fang- Guo Chen-Jiang- Xu Jia-Dong- Ding You-Jun- Xie Chun-Jian-134

41. Microwave and Millimeter Wave Technology, 2007. ICMMT '07. International Conference on 18−21 April 2007 Page (s):l 4

42. Empirical helix antenna design Wong, J.- King, H.- Antennas and Propagation Society International Symposium, 1982 Volume 20, May 1982 Page (s): 366 369

43. Design and implementation of a dual-band quadrifilar. helix antenna Hosseini, M.- Rezaei, PI- Hakkak, M.- Mathematical Methods in Electromagnetic Theory, 2004. 10th International Conference on Sept. 1417, 2004 Page (s): 493 — 495

44. Силин PI А., Чепурных И: 111 Характеристики желобкового волновода// Электронная^техника. Сер.1. Электроника СВЧ. 1983. Вып. 1

45. С. Нефедов, С. F. Сучков, А. В. Уполовнев, А. М. Шварцман //Расчет критических волновых чисел Н-волн в одно- и двухжелобковых волноводах // Электронная техника. Сер.6. Управление качеством- стандартизация, метрология, испытания. 1990. Вып.1 (138).

46. Давидович М. В., Явчуновский. В. В. Электродинамическое моделирование камеры СВЧ^нагрева // РЭ. 2005. Т. 50. № Ю. С. 1252−1258

47. Давидович М. В., Явчуновский В. В. Электродинамическое моделирование резонаторной камеры СВЧ // Вопросы прикладной физики. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та. Вып. 10: 2004. С. 36−42

48. Давидович М. В., Явчуновский В. В. Моделирование электромагнитных полей в камере СВЧ нагрева // Вопросы прикладной физики. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та. Вып. 10. 2004. С. 49−54

49. Давидович М. В., Явчуновский В. В. Моделирование прямоугольной камеры СВЧ нагрева с четырьмя вводами энергии // Актуальные проблемы электронного приборостроения. Материалы Международной н-т конф. Саратов, СГТУ. 2004. С. 231−234.

50. Ветров В^Б., Давидович М. В., Козлов A.B. Моделирование и экспериментальное исследование прямоугольной камеры СВЧ нагрева с распределенным вводом мощности // Радиотехника и связь. Материалы 4-й межд. н-т. конф. Саратов: СГТУ. 2007. С. 179−185.

51. Белавин KD. A, Евстигнеев Mf.А., Чернявский А. Н. Трубчатые электронагреватели И' установки с их применением. Энергия- 1989.

52. Кудрявцев. И.Ф., Карасенко В. А. Электрический нагрев и электротехнология: Москва, & quot-Колос"-, 1975.

53. Козлов A.B., Явчуновский В. В., Явчуновский В. Я. Воздухоподогреватель салона электротранспорта. Патент на изобретение 2 008 102 712 от 29. 01. 08 г.

54. Козлов A.B., Явчуновский В. В., Явчуновский В. Я. Устройство для подогрева воздуха салона электротранспорта. Патент на полезную модель 2 008 102 714 от 29. 01. 08 г.

55. Козлов A.B., Явчуновский В. В., Явчуновский В. Я. Отопитель электротранспортный. Патент на промышленный, образец 2 008 500 244 от 29. 01. 08 г.

56. Козлов A.B., Явчуновский В. В., Явчуновский В. Я. Воздухоподогреватель кабины водителя электротранспорта. Патент нал изобретение 2 008 102 711 от 29г01. 08 г.

57. Козлов A.B., Явчуновский- В. В, Явчуновский В: Я- Устройство- для& gt- подогрева воздуха кабины электротранспорта. Патент на полезную модель 2 008 102 713 от 29. 01. 08 г.

58. Козлов, А.В., Явчуновский В. В., Явчуновский В. Я. Отопитель кабины, водителя' электротранспорта. Патент на промышленный' образец. 2 008 500 245 от 29: 01. 08 г.

59. Коз лов А-В. Исследование нелинейных теплофизических характеристик открытых спиралей и трубчатых электронагревателей, реализуемых в. нестационарных режимах их работы. // Естественные и технические науки. 2010 г. № 4, с. 41. -45.

60. Болгарский A.B., Мухачев Г. А., Щукин В. К. Термодинамика и теплопередача, М. :Высшая школа, 1975.

61. Волин M: JI. Паразитные процессы, в радиоэлектронной аппаратуре. М., & laquo-Радио и связь& raquo-, 1981. 296 с.

62. Козлов A.B., Шаповалов A.C. О возможности использования силовых полупроводниковых диодов в электронагревательных приборах // Естественные и технические науки. 2010 г. № 3, с. 35−43

63. Давидович М. В., Козлов A.B. Сравнительный, анализ методик оценки и моделирование спектров высших гармоник силовых полупроводниковых диодов. //

64. Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП). Материалы межд. н-т. конф. Саратов: СГТУ. 2010. С. 464−470.

65. Петров Б. В., Глебин В. К. Анализ помех от выпрямителя с емкостной нагрузкой. & laquo-Радиотехника»-, № 1,1985 г.

66. Уильяме Т. ЭМС для разработчиков продукции. М., Издательский дом & laquo-Технологии»-, 2003. 540 с.

67. Пасковатый О. И. Электрические помехи в системах промышленной автоматики. М., & laquo-Энергия»-, 1973. 104 с.

68. Ровдо А. А. Полупроводниковые диоды и схемы с диодами. М., Лайт Лтд., 2000. 288 с.

69. Якушенков Ю. Г., Луканцев В. Н., Колосов М. П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах. М., Радио и связь, 1981. — 180 с.

70. Князев А. Д., Кечиев Л1Н., Петров1 Б. В. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совмести-мости. — М.: Радио и связь, 1989.

71. Виноградов К. Е. Статистико-детерминированная оценка электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств: диссертация. кандидата технических наук: 05. 12. 13- Ярославль, 2007. 173 е., Библиогр.: с. 125−135 РГБ ОД, 61: 07−5/4560

72. А. Porst, F. Auerbach, Н. Brunner, G. Deboy, F. Hille. Improvement of the diode characteristics using emitter-controlled principles (EmCon-diode)// Proc. ISPD, 1997.

73. Давидович М. В., Козлов А. В. Интегро-дифференциальные уравнения и индуктивность при наличии электромагнитных экранов // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2010 г. т. № 2, с. 4651

74. Давидович М. В., Козлов A.B. Подавление электромагнитных помех от силовых установок электротранспорта. // Вестник Саратовского государственного технического университета, 2010 г. (в печати)

75. Гольдштейн Л. Д. Электромагнитные волны/ Л. Д. Гольдштейн, Н. В. Зернов. М.: Сов. Радио, 1971. 662 с.

76. Калантаров П. Л. Расчет индуктивности/ П. Л. Калантаров, Л. А. Цейтлин. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 488 с.

77. Явчуновский В. Я: Микроволновая и комбинированная сушка: физические основы, технологии и оборудование. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1999: -217 с.

78. Митчелл Э., Уэйт Р. Метод конечных элементов для уравнений с частными производными. М.: Мир, 1981. — 216 с.

79. Левин г Л. Современная теория волноводов. М. :ИН, 1954, 198 с.

80. Давидович М. В., Алексеев О: К Х Волноводные зондовые структуры, для тестирования многослойных сред// Радиотехника и электроника, 2004, № 6, с. 665−670.

81. Архангельский Ю. С., Девяткин И. И. Сверхвысокочастотные установки для-интенсификации технологических процессов. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1983. 140с

82. СВЧ энергетика/ Под ред. Э& quot-. Окресса, Э. Д.* Шлиффера. В 3-х т. — М.: Мир, 1971, т.1 — 264, т.2 — 272, т. З — 248.

83. Лыков A.B. Теория сушки. М.: Энергия, 1969.

84. Калинин В. И., Герштейн Г. М. Введение в радиофизику. М: ГИТЛ, 1957, 660с.

85. Список основных сокращений

86. ВАХ — вольт-амперная характеристика-

87. ВГС высшие гармонические составляющие-

88. ВФХ вольт-фарадная характеристика-

89. ДУ дифференциальное уравнение-1. ЖВ желобковый волновод-

90. ИДУ интегро-дифференциальное уравнение-

91. ИРП индустриальные радиопомехи-

92. КВЧ крайне высокие частоты-

93. КНИ коэффициент нелинейных искажений-

94. КПД коэффициент полезного действия-

95. ПВ прямоугольный волновод-

96. ПМЭК — побочные электромагнитные колебания-

97. РП реактор помехоподавления-

98. РТУ радиотехнические устройства-1. СВЧ сверхвысокие частоты-

99. СПД силовой полупроводниковый диод-

100. ТЭН трубчатый электронагреватель-1. ФНЧ фильтр нижних частот-

101. ЭМС — электромагнитная совместимость-

102. ЭНУ электронагревательное устройство-

103. ЭТУ электротехнические устройства-

104. EmCon emitted controlled (управляемый по эмиттеру) —

Заполнить форму текущей работой