THE DIFFERENT APPROACHES TO THE TRANSFORMATION OF REACTIVE POWER INTO AN ACTIVE POWER
РІЗНІ ПІДХОДИ ДО ПЕРЕТВОРЕННЯ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ В АКТИВНУ
Сторінки: 27-35. Номер: №2, 2023 (319) 
Автори:
YURIY BATYGIN
Kharkiv National Automobile and Highway University
https://orcid.org/0000-0002-1278-5621
e-mail: yu.v.batygin@gmail.com
SVITLANA SHINDERUK
Kharkiv National Automobile and Highway University
https://orcid.org/0000-0002-6354-4174
e-mail: s.shinderuk.2016102@ukr.net
EVGEN CHAPLYGIN
Kharkiv National Automobile and Highway University
https://orcid.org/0000-0003-1448-6091
e-mail: chaplygin.e.a@gmail.com
DENIS FENDRYKOV
Kharkiv National Automobile and Highway University
https://orcid.org/0000-0002-9702-6412
e-mail: 097931417e@gmail.com
БАТИГІН ЮРІЙ, ШИНДЕРУК СВІТЛАНА, ЧАПЛИГІН ЄВГЕН, ФЕНДРИКОВ ДЕНІС
Харківський національний автомобільно-дорожній університет
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2023-319-1-27-35
Розширена анотація англійською мовою
The relevance of the development of modern problems of the electric power industry in connection with the depletion of the planet’s natural resources is undeniable and initiates the development of new physical and technical solutions with the practical use of known natural phenomena. The method of this work is to propose, justifying the expediency of a possible scheme of a resonant converter of reactive power into activity and conducting an analysis of the electromagnetic processes occurring in them. The proposed schemes combine the presence of resonant parallel and resonant circuit complexes. The difference is in the way they are implemented. For the data of the joint circuit, the feature is the presence of two inductively coupled active-reactive circuits, but different in the ways of creating resonance conditions. For a circuit without an additional power source, it is shown that the successful implementation of resonance conditions is possible by choosing the appropriate element base. For a circuit with an additional source of harmonic voltage, it is shown that for a suitable setting it is possible to completely eliminate the negative influence of the converter circuit on the source of reactive power. Calculations for the experimental model show that with the appropriate selection of the element base, it is possible to obtain a conversion factor of ~ 1.0 with a minimal effect on the current in reactive power sources. Given the calculated ratios, the mathematical apparatus of the theory of electric circuits was used to substantiate the principle possibility of resonant transformation of electrical energy. Thus, methods of calculating the characteristics of transient processes in closed circuits with active-reactive elements. For the first time, with the justification of practical power, we offer the possibilities of the scheme of resonant transformation of reactive power into active power, and an analysis of the electromagnetic processes occurring in them is carried out. The proposed work was initiated by the current needs of the electric power industry, caused by the depletion of natural resources and the rapidly growing needs of the world economy. The results of the work illustrate the practical possibilities of creating real schemes for converting reactive electricity into active electricity.
Keywords: electric power industry, resonant active-reactive electrical circuits, electrical power conversion.
Анотація англійською мовою
Актуальність вирішення сучасних проблем електроенергетики у зв’язку з виснаженням природних ресурсів планети є беззаперечною та ініціює розробку нових фізико-технічних рішень із практичним використанням відомих природних явищ. Метою даної роботи є запропонувати та обґрунтувати доцільність можливої схеми резонансного перетворювача реактивної потужності в активну та провести аналіз електромагнітних процесів, що відбуваються в них. Запропоновані схеми поєднують наявність резонансного паралельного та резонансного послідовного контурів. Різниця полягає в способі їх виконання. Для цих ланцюгів спільною ознакою є наявність двох індуктивно пов’язаних активно-реактивних ланцюгів, але різних за способами створення резонансних умов. Для схеми без додаткового джерела живлення показано, що успішна реалізація умов резонансу можлива шляхом вибору відповідної елементної бази. Для схеми з додатковим джерелом гармонічної напруги показано, що при відповідній настройці можна повністю усунути негативний вплив схеми перетворювача на джерело реактивної потужності. Розрахунки для експериментальної моделі показують, що при відповідному підборі елементної бази можна отримати коефіцієнт перетворення ~ 1,0 з мінімальним впливом на струм в джерелі реактивної потужності. Для обґрунтування принципової можливості резонансного перетворення електричної енергії при виведенні розрахункових співвідношень використано математичний апарат теорії електричних кіл. Зокрема, методи розрахунку характеристик перехідних процесів у замкнутих колах з активно-реактивними елементами. Вперше запропоновано можливі схеми резонансного перетворення реактивної потужності в активну з обґрунтуванням практичної потужності та проведено аналіз електромагнітних процесів, що відбуваються в них. Дана робота була ініційована поточними потребами електроенергетики, викликаними виснаженням природних ресурсів і стрімко зростаючими потребами світової економіки. Результати роботи ілюструють практичні можливості створення реальних схем перетворення реактивної електроенергії в активну.
Ключові слова: електроенергетика, резонансні активно-реактивні електричні ланцюги, перетворення електроенергії.
