Моделювання магнітного відсічення електронів у вакуумному комутаторі з анодом у вигляді індуктора

Автор(и)

  • Ihor Mykhailovych Drozd Національний технічний університет України «Київський політехнічни інститут імені Ігоря Сікорського» http://orcid.org/0000-0001-5152-1787
  • Serhii Oleksiiovych Maikut Національний технічний університет України «Київський політехнічни інститут імені Ігоря Сікорського» http://orcid.org/0000-0002-0913-4190
  • Viktor Hryhorovych Shynkarenko Національний технічний університет України «Київський політехнічни інститут імені Ігоря Сікорського» http://orcid.org/0000-0002-0916-6424
  • Leonid Yuriiovych Tsybulskyi Національний технічний університет України «Київський політехнічни інститут імені Ігоря Сікорського» http://orcid.org/0000-0002-7431-6417
  • Anatolii Ivanovych Kuzmichiev Національний технічний університет України «Київський політехнічни інститут імені Ігоря Сікорського» http://orcid.org/0000-0003-0087-275X

DOI:

https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.208606

Ключові слова:

вакуумний комутатор, комп’ютерне моделювання, фізико-топологічне моделювання електронного пристрою, рівняння Максвела, магнітне відсічення електронів, математична модель, трасування траєкторії електронів.

Анотація

Проведено моделювання процесу магнітного відсічення електронів у вакуумному комутаторі з анодом у вигляді індуктора. Розрахунки виконувалися за алгоритмом відповідно до фізико-топологічної моделі фізичних процесів у вакуумному комутаторі, яка враховувала розподіл струмів в аноді, розподіл індукції магнітного поля, розподіл напруженості електричного поля у вакуумному комутаторі,  траєкторію електронів, емітованих катодом та умови переривання струму. Визначення розподілу струму в аноді, конфігурації електричного і магнітного полів проводилося за математичною моделлю, заснованою на рівняннях Максвелла для вакууму і електропровідного матеріалу анода і граничних умовах, адаптованих до форми елементів електродів. Для визначеності використовувалися також матеріальні рівняння.

Отримані результати можуть використовуватися при розробці конструкції вакуумного комутатора з перериванням струму вакуумно-дугового розряду.

Посилання

J. Lehr and P. Ron, Foundations of Pulsed Power Technology. Wiley-IEEE Press, 2017, ISBN: 978-1-118-62839-3.

E. Godzhello and Y. Rozanov, Elektricheskie i elektronnye apparaty. T. 1 Elektromehanicheskie ustroystva [Electrical and electron apparatuses. Vol. 1 Electromechanical apparatusers]. Moscow: Publ. Center “Academia,” 2010.

A. Markov, “Modern vacuum breakers,” News Pskov State Univ. Ser. Tech. Sci., no. 6, pp. 110–116, 2016.

S. Maikut, I. Drozd, A. Kuzmychev, and Y. Tsybukskyi, “Issledovaniye otsechki elektronov v ploskom diode magnitnym polem ploskogo induktora [Investigation of electron cut-off in a planar diode by the magnetic field of a planar inductor],” ElectronCommun, vol. 22, no. 4, pp. 21–27, 2017, DOI: 10.20535/2312-1807.2017.22.4.105967.

A. Eroglu, “Planar inductor design for high power applications,” Prog. Electromagn. Res. B, vol. 35, no. 35, pp. 53–67, 2011, DOI: 10.2528/pierb11081601.

V. Kilic, E. Unal, and H. Demir, “Coupling and power transfer efficiency enhancement of modular and array of planar coils using in-plane ring-shaped inner ferrites for inductive heating applications,” J. Appl. Phys., vol. 1, no. 122, pp. 83–88, 2017, DOI: 10.1063/1.4992119.

N. Barka, “Study of the machine parameters effects on the case depths of 4340 spur gear heated by induction - 2D model,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., no. 93, pp. 1173–1181, 2017, DOI: 10.1007/s00170-017-0586-5.

A. S. Ilyinsky, V. V. Kravtsov, and A. G. Sveshnikov, Mathematical Models of Electrodynamics [Matematicheskiye modeli elektrodinamiki]. Moscow: High school, 1991, ISBN: 5-06-001950-0.

R. Mitra, Vychislitel’nyye metody v elektrodinamike [Computational methods in electrodynamics]. Moscow: World, 1977.

V. V. Batyhyn and Y. Toptyhyn, Sbornik zadach po elektrodinamike [Collection of problems in electrodynamics]. Moscow: SIC, 2002, ISBN: 5-93972-155-9.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-08-31

Як цитувати

Drozd, I. M., Maikut, S. O., Shynkarenko, V. H., Tsybulskyi, L. Y., & Kuzmichiev, A. I. (2020). Моделювання магнітного відсічення електронів у вакуумному комутаторі з анодом у вигляді індуктора. Мікросистеми, Електроніка та Акустика, 25(2), 5–11. https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.208606

Номер

Розділ

Мікросистеми та фізична електроніка