Temperature field in the vacuum chamber of a ballistic gravimeter

A mathematical model for the temperature field of a ballistic gravimeter is developed based on a thermal conductivity boundary value problem to be solved by the finite element method. Genetic algorithms and the Nelder-Mead method are used to develop a way for synthesizing the parameters of electric heaters to reduce the temperature gradients inside the vacuum chamber of a ballistic gravimeter and to improve its technical parameters

Concept of an induction-dynamic catapult for a ballistic laser gravimeter

A design is proposed for an inductive-dynamic catapult in a ballistic laser gravimeter with a fixed inductor and an electrically conducting armature that moves together with the test object along a vertical axis. The catapult ensures improved accuracy of the gravimeter through direct conversion of electrical into kinetic energy. The electrical circuit of the catapult provides two successive current pulses to the inductor for launching and braking of the armature during the operating cycle

A ballistic laser gravimeter for a symmetrical measurement method with the inductive-dynamic catapult and auto-seismic vibration preventing

A ballistic laser gravimeter (BLG) with a symmetrical measurement method of the gravity acceleration (GA) is considered. Special treatment is given to the problem of eliminating the measurement error due throw of the catapult when it speeds up the test body (TB). It is possible to decrease the indicated errors thanks to the use of the induction and dynamic catapult. However, a short-term boost catapult generates vibrations of the basement (i.e. a pillar) and the mechanical elements of the gravimeter, what causes auto-seismic (i.e. recoil-related) component of the measurement error. To reduce them it is proposed to launch the TB with the help of a massive platform, installed on a light spring. It is shown, that the considered BLG can provide auto-seismic component of the measurement error of less than 1 μGal. With the reduction of the light spring constant the auto-seismic component of GA measurement uncertainty is reduced. The value of this measurement error can be reduced by the use of damping in the system of BG protection from auto-seismic fluctuations. A concept of BLG with induction-dynamic catapult for symmetric method of gravitational acceleration measuring is presented. The concept is based on using electromagnetic compensator of stiffness

Effect of self-seismic oscillations of the foundation on the readout of a ballistic gravimeter with an induction-dynamic catapult

A mathematical model is developed for the vertical oscillations produced in the base–foundation system of a laser ballistic gravimeter with an induction-dynamic catapult and a symmetric configuration for measuring the acceleration of gravity. Analytic expressions are obtained for the force pulse acting on the foundation during acceleration of the test body that describe the oscillations in the mechanical system of the ballistic laser gravimeter. The effects of the measurement duration and the damping coefficient of the foundation on the results of measurements of the acceleration of gravity are studied

Преобразователь частоты на основе резонансного инвертора с нелинейным управлением

Павлов, Г. В. Преобразователь частоты на основе резонансного инвертора с нелинейным управлением = Frequency converter based on the resonant inverter with non-linear control / Г. В. Павлов, А. В. Обрубов, И. Л. Винниченко // Вісн. НТУ «ХПІ». – Харьків, 2015. – № 12 (1121). – С. 490–494.Розроблено спосіб нелінійного управління резонансним інвертором, що входить до складу дволанкового перетворювача частоти. Визначені комутаційні послідовності основних та додаткових ключів інвертора. Розроблено алгоритм управління резонансним інвертором. Проведено імітаційне моделювання резонансного інвертора з нелінійним регулюванням, що здійснюється за запропонованим алгоритмом.A method af a resonant inverter, as a part of the frequency converter, non-linear control was developed. The switching sequence for basic and additional keys of the inverter was defined. The algorithm of the resonant inverter control was designed. A simulation of the resonant inverter with a nonlinear control, performed by using the proposed algorithm, was conducted.Разработан способ нелинейного управления резонансным инвертором, входящим в состав двухзвенного преобразователя частоты. Определены коммутационные последовательности основных и дополнительных ключей инвертора. Разработан алгоритм управления резонансным инвертором. Проведено имитационное моделирование резонансного инвертора с нелинейным регулированием, которое осуществляется по предложенному алгоритму

Резонансный преобразователь с дозированной передачей энергии для низковольтных сетей распределенного питания

Павлов, Г. В. Резонансный преобразователь с дозированной передачей энергии для низковольтных сетей распределенного питания = Resonant converters with the dosed transfer of energy for low-voltage power distribution networks / Г. В. Павлов, А. В. Обрубов, И. Л. Винниченко // Технічна електродинаміка. – 2016. – № 4. – С. 38–40.Сформульовано необхідні вимоги до головного перетворювача живлення низьковольтних мереж постійного струму. Досліджено електромагнітні процеси у силовій схемі послідовно-резонансного перетворювача з дозованою передачею енергії та обмеженням напруги на резонансних ємностях, призначеного для розподіленого живлення в низьковольтних мережах. Отримано розрахункові формули для визначення зовнішніх характеристик при різних робочих частотах інвертора. Експериментально за допомогою імітаційної моделі отримано зовнішні характеристики перетворювача. Представлено рекомендації щодо формування зовнішньої характеристики перетворювача з постійною вихідною потужністю. Бібл. 5, рис. 3.A necessary requirement for the main driving a low-voltage DC power converter networks. The electromagnetic processes in the power circuit of series resonant converter with a dosage of energy transmission and limitation of the voltage on the resonance containers designed for distributed power consumers in the low-voltage networks. The calculating formulas for determining external characteristics at different operating frequencies of the inverter. Experiments using a simulation model of the external characteristics of the converter obtained. The recommendations for the formation of an external inverter characteristics with constant power. References 5, figures 3.Сформулированы необходимые требования к главному питающему преобразователю низковольтных сетей постоянного тока. Исследованы электромагнитные процессы в силовой схеме последовательно- резонансного преобразователя с дозированной передачей энергии и ограничением напряжения на резонансных емкостях, предназначенного для распределенного питания потребителей в низковольтных сетях. Получены расчетные формулы для определения внешних характеристик при различных рабочих частотах инвертора. Экспериментально с помощью имитационной модели получены внешние характеристики преобразователя. Даны рекомендации по формированию внешней характеристики преобразователя с постоянной выходной мощностью. Библ. 5, рис. 3

Преобразователь частоты с пониженным коэффициентом гармоник выходного напряжения

Павлов, Г. В. Преобразователь частоты с пониженным коэффициентом гармоник выходного напряжения = Frequency converter with the reduced thd of the output voltage / Г. В. Павлов, И. Л. Винниченко, А. В. Обрубов // Технічна електродинаміка. – 2016. – № 5. – С. 14–16.Отримав розвиток спосіб нелінійного регулювання вихідної напруги резонансного інвертора, що дозволяє створити низькочастотну синусоїдальну вихідну напругу за допомогою модуляції високочастотних імпульсів у резонансному контурі. Запропоновано використовувати контур з ємністю, що комутується, для зміни характеристик імпульсів при зниженні абсолютної величини вихідної напруги перетворювача частоти. Розроблено алгоритм розрахунку комутаційних послідовностей. Проведено імітаційне моделювання перетворювача, що підтверджує зниження викривлень вихідної напруги. Бібл. 7, рис. 3.The method for a non-linear control of the resonant inverter’s output voltage, which allows to create a low-frequency sinusoidal output voltage using the high-frequency modulation of the resonant pulses, was developed. It assumes the preliminary formation of the switching sequences for the converter’s switches. It was proposed to use the circuit with the switched capacities to change the pulse characteristics while reducing the absolute value of the inverter’s output voltage. The algorithm for the calculation of the switching sequences was proposed. The simulation of the inverter took place. It confirmed the reduction of the output voltage distortions. References 7, figures 3.Развит способ нелинейного регулирования выходного напряжения резонансного инвертора, позволяющий создать низкочастотное синусоидальное выходное напряжение с помощью модуляции высокочастотных импульсов в резонансном контуре. Предложено использовать контур с коммутируемой емкостью для изменения характеристик импульсов при снижении абсолютной величины выходного напряжения преобразователя частоты. Разработан алгоритм расчета коммутационных последовательностей. Проведено имитационное моделирование преобразователя, подтверждающее снижение искажений выходного напряжения. Библ. 7, рис. 3

Optimizing the Operation of Charging Self-generating Resonant Inverters

This paper reports a study of the electromagnetic processes in self-generating resonant inverters, as well as the derivation of analytical dependences of their operating frequency on the parameters of the resonance circuit and positive feedback circuits, in order to expand the range of their output power and optimize their operation. The object of research is electromagnetic processes in resonant inverters, in which autogeneration of resonant current oscillations is carried out in the process of operation. The results of studying the electromagnetic processes in sequential self-generating resonant inverters based on the characteristics of the resonant circuit are presented. The operating modes of the inverters have been optimized by setting certain ratios between the operating and resonant frequencies at unstable circuit parameters. The ratio of operating and resonant frequencies is set through the use of phase-shifting filters in a positive feedback loop along the circuit current and correspond to the autogenerator mode. The conditions of self-generation in converters with a sequential resonant circuit have been determined. Mathematical expressions have been built for determining the coefficients of positive feedback on the current and voltage of the resonant circuit, which made it possible to derive target analytical dependences. Analytical dependences of the established operating frequency on the parameters of the circuit and phase-shifting filters have been established. Based on the obtained dependences, the parameters of the positive feedback circuits have been determined in order to ensure a wide range of output power of the converters. The resulting dependences make it possible to carry out theoretical calculations whose results repeat the results of model experiments. Phase characteristics of the resonance circuit and various phase-shifting filters, which can be part of a serial resonant converter, have been constructed. The results of the analysis reported here could be used in the design of resonant inverters with unstable circuit parameters, in particular in inductive chargers