автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Динамические процессы в источниках питания магнетронных генераторов малой мощности

На правах рукописи

005053612

ЗЕМЦОВ Артем Иванович

ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ МАГНЕТРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

Г)

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2012

005053612

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Артюхов Иван Иванович

Официальные оппоненты: Фурсаев Михаил Александрович,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.», профессор кафедры «Электротехника и электроника»

Четвериков Евгений Александрович,

кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова», доцент кафедры «Применение электроэнергии в сельском хозяйстве»

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджет-

ное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тольяттинский государственный университет»

Защита состоится 28 июня 2012 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.10 при ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» по адресу: 410054, Саратов, ул. Политехническая, 77, корпус 1, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.».

Автореферат разослан мая 2012 г.

Ученый секретарь С/ '

диссертационного совета С/^^""-- Ю.Б. Томашевский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Технологические процессы, основанные на взаимодействии СВЧ-энергии с диэлектриками, имеют широкий спектр применений. Благодаря тому, что СВЧ-энергия преобразуется в тепло внутри вещества, достигается значительная экономия энергии и сокращается длительность технологических процессов.

В качестве источников СВЧ-энергии при построении электротехнологических установок широко применяются генераторы на магнетронах малой мощности (до 1000 Вт), которые серийно выпускаются рядом фирм и имеют низкую стоимость. Экономически целесообразным является применение магнетронных генераторов (МГ) малой мощности в электротехнологических установках с распределенным подводом СВЧ-энергии, например, установках конвейерного типа.

Однако, несмотря на широкое применение МГ малой мощности, в настоящее время известно ограниченное число работ, посвященных исследованию МГ как электротехнической системы. В основном, в работах рассматриваются статические режимы. Вместе с тем в условиях, когда основным способом регулирования выходной мощности МГ малой мощности является широтно-импульсная модуляция сетевого напряжения, при разработке мультигенераторных СВЧ-установок необходима информация о динамических режимах МГ. Для создания нового поколения МГ необходима модель, с помощью которой можно проводить исследования статических и динамических режимов в существующих и вновь создаваемых схемах источников питания.

Целью диссертационного исследования являются построение математической модели магнетрона как элемента электротехнической системы и исследование динамических процессов в источнике питания магнетронного генератора малой мощности, получение результатов физического и компьютерного моделирования и создание на их основе рекомендаций по совершенствованию источников питания для магнетронных генераторов малой мощности.

Задачи исследования.

1. Предложить подход к построению математической модели магнетрона, позволяющей проводить исследования электромагнитных процессов в различных схемах источников питания, как в статических, так и динамических режимах.

2. Провести экспериментальные исследования магнетронов малой мощности в статических и динамических режимах для получения информации, позволяющей уточнить сведения о магнетроне как элементе электротехнической системы.

3. Реализовать математическую модель магнетрона в виде электрической цепи в современной среде программирования, интерфейс которой позволяет оперативно состыковать модель магнетрона с компонентами источника питания.

4. Разработать математические модели магнетронных генераторов малой мощности с различными схемами источников питания и провести на их основе исследования электромагнитных процессов в статических и динамических режимах.

5. Разработать рекомендации по проектированию источников питания магнетронных генераторов малой мощности с учетом динамических режимов.

Объектом исследования являются источники питания МГ малой мощности.

Предметом исследования являются динамические процессы в источниках питания МГ малой мощности.

Методы и средства исследований. В диссертации использованы методы компьютерного моделирования электрических схем МГ и источников электропитания с применением программного комплекса МАТЬАВ+БтиНпк, методики приборного анализа процессов в магнетронных генераторах.

Достоверность полученных в работе результатов обеспечивается корректным применением положений теоретических основ электротехники, электронных приборов и устройств, апробированных методов компьютерного моделирования, а также использованием аттестованных средств измерения при проведении экспериментальных исследований источников электропитания.

На защиту выносятся:

1. Подход к построению модели МГ малой мощности как электрической нагрузки в виде двух взаимно влияющих двухполюсников, один из которых представляет анодную цепь в виде последовательно соединенных противоЭДС, диода и резистора, с сопротивлением, зависящим от температуры катода, второй - цепь накала, представленную нелинейным резистором.

2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, позволившие установить закономерности изменения параметров схем замещения двухполюсников, моделирующих магнетрон как элемент электротехнической системы, в динамических режимах.

3. Разработанные имитационные математические модели МГ малой мощности с различными схемами источников питания.

4. Результаты исследования динамических процессов для различных

схем источников питания МГ малой мощности и полученные на их основе рекомендации по расчету схем источников питания.

Научная новизна:

1. Впервые получены результаты экспериментального исследования динамических режимов работы магнетрона как элемента электротехнической системы.

2. Предложена и подтверждена гипотеза о зависимости анодного сопротивления магнетрона в схеме замещения как элемента электротехнической системы от температуры катода.

3. Разработаны имитационные математические модели МГ малой мощности с различными схемами источников питания в программном комплексе МАТЬДВ+БтиПпк.

4. На основе предложенных моделей получены результаты, отражающие особенности динамических процессов, для различных схем источников питания.

Практическая ценность работы:

1. Разработаны практические рекомендации по учету свойств магнетрона как элемента электротехнической системы при построении источников питания.

2. Разработанные имитационные модели МГ позволяют путем изменения различных параметров элементов и топологии схемы источника питания проводить различные исследования без трудоемкого и дорогостоящего физического моделирования.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы:

- в проектно-конструкторской деятельности «Инжиниринговый учебно-исследовательский центр инновационных технологий в области электроэнергетики и электротехники Камышинского технологического института (филиала) ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет» при разработке источников питания СВЧ электротехнологических установок различного назначения;

- в госбюджетной научно-исследовательской работе СГТУ-306 «Разработка конструкций, методов расчета и технологических процессов с высокотемпературными фазовыми переходами нового класса СВЧ электротехнологического оборудования для получения наноматериалов и монокристаллов», выполняемой в рамках научной школы НШ-9553-2006.8 при финансовой поддержке гранта Президента РФ МК-2512.2010.8, при создании и расчете источников питания для мультигенераторных СВЧ-установок;

- в госбюджетной научно-исследовательской работе СГТУ-18 «Оптимизация структуры, параметров и режимов распределенных систем

электроснабжения на основе традиционных и возобновляемых источников энергии, эксплуатируемых в сложных климатических условиях», выполняемой в рамках одного из основных научных направлений СГТУ имени Гагарина Ю.А. 06В «Научные основы создания высокоэффективных, энергосберегающих систем по производству, транспортировке, преобразованию, распределению и потреблению электроэнергии», при разработке системы электропитания группы магнетронных генераторов;

- в учебном процессе при чтении лекций по дисциплине «Электроснабжение и электрооборудование электротехнологических установок» студентам специальности 140605.65 «Электротехнологические установки и системы».

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на VIII Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2008» (Саратов, 2008), V, VI, VII Всероссийских научно-практических конференциях «Инновационные технологии в обучении и производстве» (Камышин, 2008, 2009, 2010), Международной научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов «Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов» (Тольятти, 2009), III Международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее» (Невинномысск, 2010), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Инновации и актуальные проблемы техники и технологий» (Саратов, 2010), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы энергетики АПК» (Саратов, 2011), XXIV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Саратов, 2011), Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых (Новочеркасск, 2011), Всероссийском конкурсе научных работ студентов, магистрантов и аспирантов «Компьютерные технологии и информационные системы в электротехнике» (Тольятти, 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 140 наименований и приложений. Общий объем составляет 133 страницы, в том числе 1 таблица и 70 иллюстраций.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность темы диссертационной работы, определены ее научная новизна и практическая ценность, представлены основные результаты исследования, показаны реализация и апробация работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан обзор существующего состояния вопроса в области применения магнетронов малой мощности, построения и расчета источников питания МГ.

Для работы магнетрона к нему необходимо подвести энергию двух источников: питания цепи накала катода и анодного питания. Если эти источники подключены к электрической сети промышленной частоты 50 Гц, то блок-схема МГ может быть изображена так, как это показано на рис. 1.

Электрическая энергия переменного тока 50 Гц

СВЧ энергия 2450 МГц

Рис. 1. Блок-схема магиетронного генератора как электротехнической системы

Источник питания цепи накала обеспечивает разогрев катода. Надежная эмиссионная способность катода достигается в ограниченном интервале температур. Ниже минимально допустимой температуры эмиссия электронов становится недостаточной для получения необходимого уровня выходной мощности. Выше верхней границы происходит быстрое истощение активного компонента эмиттера, что приводит к потере эмиссии. Напряжение питания накала для пакетируемых магнетронов, как правило, равно 3,15 В, величина потребляемого тока составляет 10 - 20 А.

Анодный источник питания обеспечивает подачу выпрямленного высоковольтного напряжения величиной не менее 3 кВ, которое служит для разгона электронов в промежутке катод — анод. Величина потребляемого тока анодной цепи составляет порядка 0,5 А.

Источник питания должен иметь минимальные массу, габариты, стоимость и электрические потери, при этом отличаться простотой кон-

струкции, иметь длительный срок эксплуатации, потреблять ток, максимально приближенный по форме к синусоиде.

При раздельном питании катодной и анодной цепей магнетрона включение МГ происходит при номинальной температуре катода. Однако, с целью упрощения конструкции МГ и снижения его стоимости наиболее часто применяются схемы с однополупериодным удвоением, с симметричным удвоением и выпрямлением напряжения, где используется один трансформатор, имеющий две вторичные обмотки. Регулирование выходной мощности при таких схемах осуществляется ступенчато, периодическим включением и отключением блока питания, т.е. по факту регулируется средняя мощность за рабочий период.

Во второй главе произведено экспериментальное исследование МГ с магнетронами типа М-105-1 — российского и 2М214 — корейского производства.

До настоящего времени лабораторная база для проведения экспериментального исследования МГ малой мощности не позволяла производить исследования динамических процессов, протекающих в данных устройствах, а давала возможность определения лишь статических характеристик. Динамические же характеристики получали путем пересчета и суммирования различных установившихся режимов работы. Исходя из этого, было принято решение экспериментально исследовать поведение магнетрона как электрической нагрузки для источника питания, используя современное лабораторное оборудование.

Для проведения эксперимента использована наиболее распространенная схема питания магнетронов малой мощности с однополупериодным удвоителем напряжения, которая представлена на рис.2.

Т

а

О-

о

Фильтр ЭМС

КУ

I

БУ

Рис. 2. Схема электропитания магнетрона малой мощности

На начальной стадии экспериментального исследования были определены статические характеристики МГ, такие как потребляемая и выходная мощности, а также КПД.

Далее для определения динамических характеристик МГ, для цепи анода и накала магнетрона были сняты осциллограммы, вид которых представлен на рис.3. По результатам обработки полученных осциллограмм были построены вольт-амперные характеристики, на основании которых рассчитаны статические и динамические сопротивления испытываемых магнетронов.

Также на основании экспериментальных данных получена зависимость длительности переходных процессов от величины сетевого напряжения на входе источника питания. Установлено, что время выхода магнетрона на номинальный режим может достигать 4.5 с, что существенно влияет на работу СВЧ-установки, при традиционных способах регулирования выходной мощности МГ.

В третьей главе на основании полученных ранее результатов теоретического и экспериментального исследований МГ изложен подход к построению модели генератора как нагрузки источника электропитания.

Согласно схеме на рис. 4 магнетрон представлен в виде двух взаимно влияющих двухполюсников, на выводы одного из них подается анодное напряжение иа, на другой - напряжение накала катода ин.

Схема замещения анодной цепи магнетрона включает в себя последовательно соединенные источник противоЭДС, величина которой численно равна пороговому напряжению ип, диод УО, характеризующий одностороннюю проводимость магнетрона по анодной цепи, а также нелинейный резистор Яа, который моделирует динамическое сопротивление магнетрона. Автором работы выдвигается гипотеза о том, что величина резистора Яа зависит от температуры катода Т. Поэтому в процессе пуска магнетронного генератора величина этого резистора изменяется от некоторой максимальной величины при холодном катоде до установившегося значения при рабочей температуре катода. Сказанное поясняет рис. 5, на котором показаны ВАХ магнетрона для различных значений температуры катода и ВАХ источника анодного питания. В процессе разогрева катода сопротивление Яа уменьшается, что приводит к уменьшению наклона ВАХ магнетрона, вследствие чего анодный ток увеличивается, а напряжение на аноде - уменьшается.

Апо<1е УсЛадс. 1:100

Anode current

Cathode current. 1 :Э0

f J I

llll fJ ML' llliillliilH llililiili lilSlï IM I Iii I Li Irl I I II III . Lj

L ИЩИ '1 ' ' ''1 ' '' ''1 ™ 1 1

\-J-----i------i

Рис. 3. Осциллограммы переходных процессов при включении источника питания МГ: а - анодное напряжение; б - анодный ток; в - напряжение на катоде; г - ток катода

ип УО

-©-^-Аь

Ка(Т)

Аь

ад

'-і

г/л

-> о

Рис. 4. Схема модели магнетрона как электрической нагрузки

Разогрев катода

Рис. 5. Изменение ВАХ магнетрона в процессе разогрева катода (Т, <Т2< Тнм)

Для анодной цепи магнетрона по схеме рис. 4 можно записать следующее уравнение:

Еча-Яа(Т) + ип=иа, (1)

где ^ - логическая функция, которая равна 1, если выполняются условия генерации магнетрона, и нулю - в противном случае.

Катод в модели на рис. 4 представлен нелинейным резистором, величина которого связана с температурой катода Т зависимостью

^=^•[/ + «(7-7^)], (2)

где - начальное сопротивление катода при температуре Тд\ а - температурный коэффициент сопротивления.

Уравнение для катодной цепи имеет вид

ин=кк-'к- (3)

Для установления зависимости В.а(Т) воспользуемся формулой Ричардсона-Дэшмана для плотности тока термоэлектронной эмиссии

] = А-Т2ехр{-(р/кТ), (4)

где А- постоянный множитель; Т- температура катода по абсолютной шкале Кельвина; (р - работа выхода электронов; к- постоянная Больц-мана.

Из осциллограмм на рис.3 видно, что анодный ток магнетрона начинает интенсивно увеличиваться спустя некоторое время после подачи питающего напряжения. Это происходит после того, как температура катода достигнет определенного значения. Далее ток возрастает по кривой, выражение для которой можно получить из формулы (1) путем перехода к усредненным величинам тока 1а и напряжения 17а:

(5)

" Яа(Т)

При достижении температуры катода значения Т = Тиом анодный ток становится равным номинальному значению 1а = 1амом. Этой точке переходного процесса соответствует номинальное значение сопротивления Яа = Яаном по схеме замещения на рис. 4.

Найдем также величину анодного тока магнетрона для номинального режима с помощью формулы (5) и приравняем ее с величиной тока, определяемой с помощью формулы (4).

В результате после преобразований получим

иа-и и = Кпо^ио,)-5-А- Т2Н0М ехр(-<р/кТИ0М), (6)

где 5 — эффективная площадь катода.

Далее на основании выражений (5) и (6) получим формулу для нахождения эквивалентного анодного сопротивления

К(Т) = ехр{<Р'1ТтМ~Т/

(7)

Температуру катода можно определить в результате решения дифференциального уравнения теплового баланса

сгпОГ + (а, + аи )БТЖ = ҐК Як ■ Л, (8)

где т- масса катода; с- удельная теплоемкость; ак,аи- соответственно коэффициенты удельных потерь катода и изоляции; 1К- действующее значение тока накала; Як- сопротивление катода, рассчитываемое по формуле (3).

При расчете тока катода будем считать, что накал катода осуществляется от источника синусоидального напряжения С/я, обладающего внутренним активно-индуктивным сопротивлением = + )ХИ. В этом

случае комплекс тока катода определится по формуле / £/„

ЯИ+ЯК+УХИ' (9)

Переходя к действующим значениям величин, получим следующее

выражение для тока катода

/ и"

Уравнения (1) - (3), (7), (8) и (10) образуют систему, которая позволяет описать магнетрон как нагрузку источника питания. Полученная таким образом модель магнетрона реализована в среде МАТЬАВ+ЗнпиНпк.

На рис. 6 представлена схема модели анодной цепи магнетрона, оформленная в виде субсистемы Апос1. Элемент модели резистор 1Ъ/аг изменяет свое сопротивление по сигналу управления, приходящему на вход 1п1 выхода оЩ4 из модели накальной цепи магнетрона, представленной на рис.7.

Сопп2

Рис. 6. Схема модели анодной цепи магнетрона

Рис. 7. Схема модели накальной цепи магнетрона

Модель цепи накала, оформленная в подсистему Nakal, функционирует следующим образом. Элементы «Current Measurement» и «Voltage Measurement» измеряют ток и напряжения накала и подают соответствующие значения в блок «Active and Reactive Power», который вычисляет значение мгновенной мощности цепи накала. Затем сигнал с блока «Active and Reactive Power» подается в блок «Transfer Fcn», на выходе которого определяется приращение температуры накала. Далее блоки «Fcn», «Соп-stant2» и «Dot Product» вычисляют значение сопротивления накала согласно выражению (2), после чего данный сигнал подается в канал управления блоком «Rvar». Блок «Constantl» задает начальные условия для температуры накала магнетрона.

При сравнении результатов экспериментального исследования и моделирования установлено, что разработанная виртуальная модель цепи накала магнетрона адекватно описывает динамические процессы, которые протекают в источниках питания магнетронных генераторов при включении источника питания. На основании этого сделан вывод о пригодности данной модели для моделирования работы магнетрона, анодной и накальной цепи совместно, при различных топологиях схем источника питания.

В четвертой главе приведены результаты исследования динамических процессов в МГ, источники питания которых построены по различным схемам. Для построения математических моделей МГ наряду с известными блоками библиотеки SimPowerSystems использовались разработанные автором блоки Magnetron на основе схемы замещения рис. 4. Блоки Magnetron состоят из двух субсистем Anod и Nakal, схемы которых приведены на рис. 6 и 7 соответственно.

В качестве примера, на рис. 8 приведена схема модели для проведения вычислительных экспериментов с МГ, источник питания которого построен на основе однополупериодного удвоителя напряжения.

ромегди!

на основе однополупериодного удвоителя напряжения

В результате моделирования получены данные об изменении токов и напряжений в динамических процессах, протекающих при различных схемах источников питания МГ, определены требования к параметрам элементов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложен подход к построению модели магнетронного генератора малой мощности как электрической нагрузки в виде двух взаимно влияющих двухполюсников, один из которых представляет анодную цепь в виде последовательно соединенных противоЭДС, диода и резистора, с сопротивлением, зависящим от температуры катода, второй - цепь накала, представленную нелинейным резистором.

2. На основе результатов экспериментального и теоретического исследований магнетронов малой мощности получены зависимости, характеризующие изменение в динамических режимах параметров схемы замещения магнетрона как элемента электротехнической системы.

3. Разработана имитационная математическая модель магнетрона в программном комплексе МАТЬАВ+ЗтшНпк, которая представлена в виде субсистемы, имеющей выводы анодной и катодной цепей для подключения источника питания.

4. Разработаны и реализованы в программном комплексе МАТЬАВ+БтиНпк математические модели магнетронных генераторов

малой мощности с различными схемами источников питания, с помощью которых проведены вычислительные эксперименты по исследованию влияния параметров элементов схемы на рабочие характеристики электротехнической системы при различных величинах сетевого напряжения.

5. На основе результатов моделирования разработаны рекомендации по выбору параметров элементов различных схем источников питания, с учетом динамических режимов при подаче на них сетевого напряжения.

Основные научные результаты отражены в публикациях:

Статьи, опубликованные в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Земцов А.И. Переходные процессы при включении источника питания магнетронного генератора / И.И. Артюхов, А.И. Земцов, А.Г. Соши-нов // Вестник Саратовского государственного технического университета. -2010.-№3 (47).-Вып. 2.-С. 59-61.

2. Земцов А.И. Направления совершенствования муль-тигенераторных СВЧ электротехнологических установок / И.И. Артюхов, А.И. Земцов // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2011. - № 1(54). - Вып. 3. - С. 151 - 156.

3. Земцов А.И. Моделирование магнетронного генератора малой мощности / И.И. Артюхов, А.И. Земцов // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 2 (Электронный журнал) URL: // www.science-education.ru/102-5743.

Другие публикации

4. Земцов А.И. Моделирование источника питания магнетронного генератора промышленной СВЧ-установки / И.И. Артюхов, А.И. Земцов // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы VIII Междунар. науч.-техн. конф. (Саратов, 24-25 сентября 2008 г.). - Саратов: СГТУ, 2008. - С. 355 - 360.

5. Земцов А.И. Влияние современных установок СВЧ-нагрева на источники электроснабжения / И.И. Артюхов, А.Г. Сошинов, И.И. Артюхова, А.И. Земцов // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы VIII Междунар. науч.-техн. конф. (Саратов, 24-25 сентября 2008 г.). - Саратов: СГТУ, 2008. - С. 370 - 375.

6. Земцов А.И. Анализ схем источников питания СВЧ электротехнологических установок /А.И. Земцов, Н.М. Борисевская // Инновацион-

ные технологии в обучении и производстве: материалы V Всерос. науч,-практ. конф.: в 2 т. (Камышин, 4-6 декабря 2008 г.). - Волгоград: ВолгГТУ, 2008.-Т.1.-С.176- 179.

7. Земцов А.И. Сравнительный анализ схем электропитания СВЧ электротехнологических установок / И.И. Артюхов, А.И. Земцов // Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии: сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф.: в 2 ч. (Тольятти, 12-15 мая 2009 г.). - Тольятти: ТГУ, 2009. - 4.2. - С. 83 - 87.

8. Земцов А.И. Экспериментальное исследование характеристик СВЧ-генератора магнетронного типа / И.И. Артюхов, А.И. Земцов И Проблемы электроэнергетики: сб. науч. тр.-Саратов: СГТУ, 2009.-С. 130 -137.

9. Земцов А.И. Переходные процессы в источнике питания магнетрона / И.И. Артюхов, А.И. Земцов // Инновационные технологии в обучении и производстве: материалы VI Всерос. науч.-практ. конф.: в 2 т. (Камышин, 15 - 16 декабря 2009 г.). - Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2010. - Т.2. -С. 11-13.

10. Земцов А.И. Модель источника питания бытовой печи СВЧ-на-грева в системе МАТЬАВ+Бішиїіпк / А.И. Земцов // Молодежь и наука: реальность и будущее: материалы III Междунар. науч.-практ. конф. - Т. V: Естественные и прикладные науки. - Невинномысск: НИЭУП, 2010. - С. 451 -453.

И. Земцов А.И. Экспериментальное исследование характеристик СВЧ генератора магнетронного типа / А.И. Земцов // Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов: сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. студентов, магистрантов, аспирантов (Тольятти, 10-12 ноября 2009 г.). - Тольятти: ТГУ, 2009. - С. 60 - 62.

12. Земцов А.И. Схемы питания промышленных СВЧ-установок конвейерного типа / А.И. Земцов // Проблемы электроэнергетики: сб. науч. тр. - Саратов: СГТУ, 2010. - С. 97 - 100.

13. Земцов А.И. Система электропитания мультигенераторной СВЧ электротехнологической установки / А.И. Земцов, И.И. Артюхов // Инновации и актуальные проблемы техники и технологий: материалы Всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых: в 2 т. - Саратов: СГТУ, 2010. - Т.1.-С.285 — 287.

14. Земцов А.И. Анализ элементной базы для построения системы электропитания мультигенераторной СВЧ электротехнологической установки / А.И. Земцов // Инновационные технологии в обучении и производстве: материалы VII Всерос. науч.-практ. конф.: в 2 т. (Камышин, 22 - 23 декабря 2010 г.). - Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. -Т.1. - С. 118 - 121.

15. Земцов А.И. Улучшение эксплуатационных характеристик СВЧ электротехнологических установок конвейерного типа / А.И. Земцов, И.И. Артюхов // Актуальные проблемы энергетики АПК: материалы II

Междунар. науч.-практ. конф. - Саратов: Изд-во «КУБиК», 2011. - С. 123 -125.

16. Земцов А.И. Высокочастотный трансформатор для источника питания СВЧ электротехнологической установки / А.И. Земцов // Проблемы электроэнергетики: сб. науч. тр. - Саратов: СГТУ, 2011. - С. 97- 100.

17. Земцов А.И. Микроволновая печь с питанием от бортовой сети транспортного средства / А.И. Земцов, И.И. Артюхов// Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. XXIV Междунар. науч.-техн. конф./ Участники школы молодых ученых и программы У.М.Н.И.К. - Саратов: СГТУ, 2011.-С.151-153.

18. Земцов А.И. Переходные процессы при включении источника питания магнетронного генератора / А.И. Земцов, И.И. Артюхов // Сборник работ победителей отборочного тура Всероссийского конкурса научно-исследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых по нескольким междисциплинарным направлениям (Новочеркасск, октябрь-ноябрь 2011 г.)/ Мин-во образования и науки РФ, Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: Лик, 2011. - С.228 - 231.

19. Земцов А.И. Система электропитания микроволновой печи от бортовой сети транспортного средства / А.И. Земцов // Компьютерные технологии и информационные системы в электротехнике: сб. материалов Всерос. конкурса научных работ студентов, магистрантов и аспирантов (Тольятти, 2011 г.)- Тольятти: ТГУ, 2011. - С.159 - 163.

ЗЕМЦОВ Артем Иванович

ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ МАГНЕТРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

Автореферат

Подписано в печать 24.05.2012 Формат 60x84 1/16

Бум. офсет. Усл. печ. л. 1,0 Уч.-изд. л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 18

ООО «Издательский Дом «Райт-Экспо»

410031, Саратов, Волжская ул., 28 Отпечатано в ООО «ИД «Райт-Экспо» 410031, Саратов, Волжская ул., 28, тел. (8452) 90-24-90

Введение.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ ПОСТРОЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ МАГНЕТРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ.

1.1. Варианты построения современных СВЧ-установок.

1.2 Магнетрон как нагрузка источника электропитания.

1.3 Схемы источников электропитания современных СВЧ электротехнологических установок.

1.4 Постановка задач исследования.

Выводы по главе 1.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНЕТРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ.

2.1 Методика и техника эксперимента.

2.2 Экспериментальное исследование статических режимов

2.3 Экспериментальное исследование переходных процессовпри включении источника питания магнетронного генератора.

2.4 Экспериментальное исследование цепи накала магнетронного генератора.

Выводы по главе 2.

3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАГНЕТРОНА КАК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ.

3.1 Схема замещения магнетрона.

3.2 Теоретическое обоснование гипотезы о зависимости анодного сопротивления от температуры накала в электрической схеме замещения магнетрона.

3.3 Моделирование магнетрона как элемента электротехнической системы в среде МАТЬАВ+81тиНпк.

3.4 Модель анодной цепи магнетрона в среде МАТЬАВ+81тиПпк.

3.5 Модель катодной цепи магнетрона в среде МАТЬАВ+ЭтиПпк.

Выводы по главе 3.

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ МАГНЕТРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.

4.1 Математическая модель трансформатора.

4.2 Модель магнетронного генератора построенного по схеме с однополупериодным удвоением напряжения.

4.3 Модель магнетронного генератора построенного по схеме симметричного удвоения напряжения.

4.4 Модель магнетронного генератора построенного по схеме мостового выпрямителя.

Выводы по главе 4.

Технологические процессы, основанные на взаимодействии СВЧ-энергии с диэлектриками, имеют широкий спектр применений. Благодаря тому, что СВЧ-энергия преобразуется в тепло внутри вещества, достигается значительная экономия энергии и сокращается длительность технологических процессов.

В качестве источников СВЧ-энергии при построении электротехнологических установок широко применяются генераторы на магнетронах малой мощности (до 1000 Вт), которые серийно выпускаются рядом фирм и имеют низкую стоимость. Экономически целесообразным является применение магнетронных генераторов (МГ) малой мощности в электротехнологических установках с распределенным подводом СВЧ-энергии, например, установках конвейерного типа.

Однако, несмотря на широкое применение МГ малой мощности, в настоящее время известно ограниченное число работ, посвященных исследованию МГ как электротехнической системы. В основном, в работах рассматриваются статические режимы. Вместе с тем в условиях, когда основным способом регулирования выходной мощности МГ малой мощности является широтно-импульсная модуляция сетевого напряжения, при разработке мультигенераторных СВЧ-установок необходима информация о динамических режимах МГ. Для создания нового поколения МГ необходима модель, с помощью которой можно проводить исследования статических и динамических режимов в существующих и вновь создаваемых схемах источников питания.

Целью диссертационного исследования являются построение математической модели магнетрона как элемента электротехнической системы и исследование динамических процессов в источнике питания магнетронного генератора малой мощности, получение результатов физического и компьютерного моделирования и создание на их основе рекомендаций по совершенствованию источников питания для магнетронных генераторов малой мощности.

Реализация поставленной цели достигается решением следующих задач:

1. Предложить подход к построению математической модели магнетрона, позволяющей проводить исследования электромагнитных процессов в различных схемах источников питания, как в статических, так и динамических режимах.

2. Провести экспериментальные исследования магнетронов малой мощности в статических и динамических режимах для получения информации, позволяющей уточнить сведения о магнетроне как элементе электротехнической системы.

3. Реализовать математическую модель магнетрона в виде электрической цепи в современной среде программирования, интерфейс которой позволяет оперативно состыковать модель магнетрона с компонентами источника питания.

4. Разработать математические модели магнетронных генераторов малой мощности с различными схемами источников питания и провести на их основе исследования электромагнитных процессов в статических и динамических режимах.

5. Разработать рекомендации по проектированию источников питания магнетронных генераторов малой мощности с учетом динамических режимов.

Объектом исследования являются источники питания МГ малой мощности.

Предметом исследования являются динамические процессы в источниках питания МГ малой мощности.

В диссертации использованы методы компьютерного моделирования электрических схем МГ и источников электропитания с применением программного комплекса МАТЬАВ+БтиПпк, методики приборного анализа процессов в магнетронных генераторах.

Достоверность полученных в работе результатов обеспечивается корректным применением положений теоретических основ электротехники, электронных приборов и устройств, апробированных методов компьютерного моделирования, а также использованием аттестованных средств измерения при проведении экспериментальных исследований источников электропитания.

На защиту выносятся:

1. Подход к построению модели МГ малой мощности как электрической нагрузки в виде двух взаимно влияющих двухполюсников, один из которых представляет анодную цепь в виде последовательно соединенных противоЭДС, диода и резистора, с сопротивлением, зависящим от температуры катода, второй - цепь накала, представленную нелинейным резистором.

2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, позволившие установить закономерности изменения параметров схем замещения двухполюсников, моделирующих магнетрон как элемент электротехнической системы, в динамических режимах.

3. Разработанные имитационные математические модели МГ малой мощности с различными схемами источников питания.

4. Результаты исследования динамических процессов для различных схем источников питания МГ малой мощности и полученные на их основе рекомендации по расчету схем источников питания.

Научная новизна результатов диссертационной работы состоит в следующем:

1. Впервые получены результаты экспериментального исследования динамических режимов работы магнетрона как элемента электротехнической системы.

2. Предложена и подтверждена гипотеза о зависимости анодного сопротивления магнетрона в схеме замещения как элемента электротехнической системы от температуры катода.

3. Разработаны имитационные математические модели МГ малой мощности с различными схемами источников питания в программном комплексе МАТЬАВ+81тиПпк.

4. На основе предложенных моделей получены результаты, отражающие особенности динамических процессов, для различных схем источников питания.

Практическая ценность работы:

1. Разработаны практические рекомендации по учету свойств магнетрона как электрической нагрузки при построении источников питания.

2. Разработанная имитационные математические модель магнетрона позволяет путем изменения различных параметров элементов и топологии схемы источника питания проводить различные исследования без трудоемкого и дорогостоящего физического моделирования.

Результаты диссертационной работы использованы:

- в проектно-конструкторской деятельности «Инжиниринговый учебно-исследовательский центр инновационных технологий в области электроэнергетики и электротехники Камышинского технологического института (филиала) ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет» при разработке источников питания СВЧ электротехнологических установок различного назначения; в госбюджетной научно-исследовательской работе СГТУ-306 «Разработка конструкций, методов расчета и технологических процессов с высокотемпературными фазовыми переходами нового класса СВЧ электротехнологического оборудования для получения наноматериалов и монокристаллов», выполняемой при финансовой поддержке гранта Президента РФ МК-2512.2010.8, при создании и расчете источников питания для мультигенераторных СВЧ-установок; в госбюджетной научно-исследовательской работе СГТУ-18 «Оптимизация структуры, параметров и режимов распределенных систем электроснабжения на основе традиционных и возобновляемых источников энергии, эксплуатируемых в сложных климатических условиях» при разработке системы электропитания группы магнетронных генераторов; в учебном процессе при чтении лекций по дисциплине «Электроснабжение и электрооборудование электротехнологических установок» студентам специальности 140605.65 «Электротехнологические установки и системы».

Основные результаты докладывались и обсуждались на VIII Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2008» (Саратов, 2008), V, VI, VII Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в обучении и производстве» (Камышин), Международной научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов «Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов» (Тольятти, 2009), III Международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее» (Невинномысск, 2010), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Инновации и актуальные проблемы техники и технологий» (Саратов, 2010), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы энергетики АПК» (Саратов, 2011), XXIV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Саратов, 2011), Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых (Новочеркасск, 2011), Всероссийском конкурсе научных работ студентов, магистрантов и аспирантов «Компьютерные технологии и информационные системы в электротехнике» (Тольятти, 2011 г.).

По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 3 работы в изданиях из перечня ВАК РФ.

Выводы по главе 4

1. Разработаны и реализованы математические модели магнетронных генераторов малой мощности с различными схемами источников питания в программном комплексе МАТЬАВ+^тиНпк.

2. Проведено экспериментальное исследование режимов работы в различных схемах источников питания магнетронных генераторов малой мощности. По результатам исследований определены характеристики динамических процессов и установлено, что забросы напряжения до 7 кВ характерны для источников питания, построенных по схемам с однополупериодным и симметричным удвоением напряжения.

3. Проведен анализ работы элементов различных источников питания, на основе которого предложены рекомендации по выбору номинальных параметров данных элементов. Так, например, в схемах с удвоением напряжения амплитудное значение напряжения, приложенного к конденсатору, может достигать 7 кВ. Аналогичная амплитуда напряжения прикладывается к диодам в нерабочий период в схеме с симметричным удвоением напряжения. В схемах с выпрямлением напряжения трансформатор должен быть рассчитан на напряжение вторичной обмотки, превышающее 4 кВ, в отличие от 1,7 кВ - вторичных обмоток трансформаторов в других схемах.

Заключение

1. Предложен подход к построению модели магнетронного генератора малой мощности как электрической нагрузки в виде двух взаимно влияющих двухполюсников, один из которых представляет анодную цепь в виде последовательно соединенных противоЭДС, диода и резистора, с сопротивлением, зависящим от температуры катода, второй - цепь накала, представленную нелинейным резистором.

2. На основе результатов экспериментального и теоретического исследований магнетронов малой мощности получены зависимости, характеризующие изменение в динамических режимах параметров схемы замещения магнетрона как элемента электротехнической системы.

3. Разработана имитационная математическая модель магнетрона в программном комплексе МАТЬАВ+8итшПпк, которая представлена в виде субсистемы, имеющей выводы анодной и катодной цепи для подключения источника питания.

4. Разработаны и реализованы в программном комплексе МАТЬАВ+ЗттиПпк математические модели магнетронных генераторов малой мощности с различными схемами источников питания, с помощью которых проведены вычислительные эксперименты по исследованию влияния параметров элементов схемы на рабочие характеристики электротехнической системы при различных величинах сетевого напряжения.

5. На основе результатов моделирования разработаны рекомендации по выбору параметров элементов различных схем источников питания, с учетом динамических режимов при подаче на них сетевого напряжения.

1. Автомонов, Н.И. Исследование и оптимизация бокового катода для магнетронов с холодным вторично-эмиссионным катодом / Н.И. Автомонов, C.B. Сосницкий, Д.М. Ваврив // Радиофизика и радиоастрономия. 2007. - № 3.-Т.12.-С. 320-328.

2. Анохин, В.В. Переменное сопротивление в MATLAB/Simulink / В.В. Анохин // EXPonenta Pro. 2003. - № 1. - С. 91 - 92.

3. Артюхов, И.И. Магнетронные генераторы для установок СВЧ нагрева / И.И. Артюхов, М.А. Фурсаев. Саратов, СГТУ,2000 - 48 с.

4. Артюхов, И.И. Направления совершенствования источников питания СВЧ генераторов магнетронного типа / И.И. Артюхов, В.В. Тютьманова, А.Г. Сошинов // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2006. - № 4 (19). - Вып. 4. - С. 6 - 16.

5. Артюхов, И.И. Направления совершенствования мультигенераторных СВЧ электротехнологических установок / И.И. Артюхов, А.И. Земцов //

6. Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. -№ 1(54).-Вып. 3.-С. 151 - 156.

7. Артюхов, И.И. Основы выпрямительной техники: учебное пособие / И.И. Артюхов, М.А. Фурсаев. Саратов: СГТУ, 2005. - 112 с.

8. Артюхов, И.И. Переходные процессы при включении источника питания магнетронного генератора / И.И. Артюхов, А.И. Земцов, А.Г. Сошинов // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2010. - № 3 (47). - Вып 2. - С. 59 - 61.

9. Артюхов, И.И. Система электропитания группы СВЧ генераторов магнетронного типа / И.И. Артюхов // Вопросы преобразовательной техники и частотного электропривода: межвуз. науч. сб. Саратов, СГТУ, 1996. - С. 96-99.

10. Артюхов, И.И. Экспериментальное исследование характеристик СВЧ-генератора магнетронного типа / И.И. Артюхов, А.И. Земцов // Проблемы электроэнергетики: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2009. - С. ПОПУ.

11. Артюхов, И.И. Моделирование магнетронного генератора малой мощности / И.И. Артюхов, А.И. Земцов // Современные проблемы науки и образования. 2012. - № 2. URL:// www.science-education.ru/102-5743.

12. Архангельский, Ю.С. Надежность, ущерб и резервирование в СВЧ электротермии / Ю.С. Архангельский, A.B. Доценко // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2006. - № 4 (19).-Вып. 4.-С. 27-34.

13. Архангельский, Ю.С. Перспективы СВЧ-электротехнологии / Ю.С. Архангельский, Е.В. Колесников // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2010. - № 3 (47). - Вып. 2. -С. 100- 103.

14. Архангельский, Ю.С. Резервирование в СВЧ сушилках пиломатериалов / Ю.С. Архангельский, A.B. Доценко // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2007. - № 4 (29).-Вып. 2.-С. 9- 13.

15. Архангельский, Ю.С. СВЧ-электротермия / Ю.С. Архангельский. Саратов, СГТУ, 1998. - 408 с.

16. Архангельский, Ю.С. Установки диэлектрического нагрева. СВЧ установки: учеб. пособие / Ю.С. Архангельский. Саратов, СГТУ, 2003. -344 с.

17. Архангельский, Ю.С. Элементная база СВЧ электротермического оборудования / Ю.С. Архангельский, В.А. Воронкин. Саратов, СГТУ, 2003. -212с.

18. Архангельский, Ю.С. Эффективность электротехнологических установок / Ю.С. Архангельский, В.А. Толстов. Саратов: СГТУ, 2000. - 148 с.

19. Вакуумные и плазменные приборы и устройства: учеб. пособие. / А.И. Аксенов и др. Томск : ТУ СУР, 2007. - 139 с.

20. Гареев, Ф. X. Сушка древесины электромагнитными волнами / Ф.Х. Гареев // ЛесПромИнформ. 2004. - №9. - С.74 - 78.

21. Герман-Галкин, С.Г. Силовая электроника: лабораторные работы на ПК / С.Г. Герман-Галкин. СПб.: КОРОНА принт, 2002. - 304 с.

22. Герман-Галкин, С.Г. Электрические машины: лабораторные работы на ПК / С.Г. Герман-Галкин, Г.А. Кардонов. СПб.: КОРОНА принт, 2003.-256 с.

23. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Изд-во стандартов, 1998. - 32 с.

24. ГОСТ Р 51317.3.2-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 2000.

25. Дьяконов, В. Simulink 4. Специальный справочник / В. Дьяконов. СПб.: Питер, 2002. - 528 с.

26. Доценко, A.B. Влияние ущерба и резервирования на эффективность установок СВЧ диэлектрического нагрева / A.B. Доценко // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2006. -№4(19). -Вып. 4.-С. 130- 133.

27. Иванов-Цыганов, А.И. Источники вторичного электропитания приборов СВЧ / А.И. Иванов-Цыганов, В.И. Хандогин. М.: Радио и связь, 1989.- 144 с.

28. Земцов, А.И. Схемы питания промышленных СВЧ-установок конвейерного типа / А.И. Земцов // Проблемы электроэнергетики: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2010. - С. 97 - 100.

29. Колесников, Е.В. Проектирование электротехнологических установок / Е.В. Колесников. Саратов, СГТУ, 2006. - 283 с.

30. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин / И.П. Копылов. М.: Высшая школа, 2001. - 327 с.

31. Лебедев, И.В. Техника и приборы сверхвысоких частот. Т.П. Электровакуумные приборы СВЧ / И.В. Лебедев; под ред. Н.Д. Девяткова. -М.: Высшая школа, 1972. 376 с.

32. MATL AB: Официальный учебный курс Кембриджского университета пер. с англ. / Brian R. Hunt и др. М.: Изд-во ТРИУМФ, 2008. -352 с.

33. MATLAB 7 / И.Е. Ануфриев, А.Б. Смирнов, E.H. Смирнова. -СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 1104 с.

34. Милованов, О.С. Техника сверхвысоких частот / О.С. Милованов, Н.П. Собенин. М.: Атомиздат, 1980. - 464 с.

35. Мощные электровакуумные приборы СВЧ: пер. с англ. / Под ред. Л. Клемпитта. М. : Мир, 1974. - 136 с.

36. Огурцов, К.Н. Выращивание монокристаллов в высокотемпературных СВЧ-установках с комбинированным энергоподводом / К.Н. Огурцов, Ж.С. Синицына // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2010. - № 3 (47). - Вып. 2. - С. 52 - 55.

37. Огурцов, К.Н. Разработка комбинированного СВЧ-энергоподвода для получения нанопорошков конденсационным методом / К.Н. Огурцов, В.В. Чернецов // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2010. - № 3 (47). - Вып. 2. - С. 56 - 59.

38. Полищук, А. Высокоэффективные источники вторичного электропитания высокого напряжения для радиопередающих устройств СВЧ / А. Полищук // Силовая электроника. 2004. - № 2. - С. 66 - 70.

39. Пюшнер, Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот / Г. Пюшнер. -М.: Энергия, 1968.-311 с.

40. Розанов, Ю.К. Силовая электроника: учебник для вузов / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, А.А. Кваснюк. М.: Издательский дом МЭИ, 2009. - 632 с.

41. Рычков, Ю.М. Электронные приборы сверхвысоких частот: учеб. пособие / Ю.М. Рычков. Гродно: ГрГУ, 2002. - 103 с.

42. Сапунов, Г.С. Ремонт микроволновых печей / Г.С. Сапунов. М.: СОЛОН-Пресс, 2003. - 272 с.

43. СВЧ энергетика: пер. с англ. в 3 т. / Под ред. Э. Окресса. М. : Мир, 1971.-Т.1.-463 с.

44. Семенов, Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов / Б.Ю. Семенов. М.: СОЛОН-Р, 2001. - 336 с.

45. Титов, В.Н. Исследование вакуумного цилиндрического диода с термокатодом: учеб.-метод. пособие / В.Н. Титов. Саратов: СГУ им. Н.Г. Чернышевского, 2008. - 17 с.

46. Управление качеством электроэнергии / И.И. Карташев, В.Н. Тульский, Р.Г. Шамонов и др. М.: Издат. дом МЭИ, 2006. - 319 с.

47. Федоров, Н.Д. Электронные приборы СВЧ и квантовые приборы / Н.Д. Федоров. М.: Атомиздат, 1979. - 288 с.

48. Черных, И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink / И.В. Черных. М.: ДМК Пресс,СПб.: Питер, 2008. - 288 с.

49. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике / А.Ф. Дьяков, Б.К. Максимов, Р.К. Борисов и др. М.: Энергоатомиздат, 2003. - 768 с.

50. Brown, W.C. Beamed microwave power transmission and its application to space, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 40, pp. 1239 1250, June, 1992.

51. Brown, W.C. The History of the Microwave Magnetron and its Derivatives, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED 31 №11, Nov., 1984, pp. 1595 - 1605.

52. Christie, D. J. High performance pulsed current source supplies for large area dual magnetron sputtering, Proceedings of the 3 ICCG, p. 107, 2000.

53. Christie D. J., Kovalevskii D., Morgan D. E., Seymour E. A. A new generation of power supplies for large area dual magnetron sputtering, Society of Vacuum Coaters 44 annual Technical Conference Proceedings, p.228, 2001.

54. Gerling J. E. Microwave oven power : A technical review // Journal Microwave power, June 22, pp. 199 207.

55. Jain, S. K. Indigenous development of a low cost power 2 kW (CW), 2.45 GHz microwave system // Indian Journal of Pure and Applied Physics, Vol. 42, December 2004, pp. 896 901.

56. Metaxas, A., Meredith, R. Industrial Microwave Heating, Stevenage, U.K.: Peregrinus, 1983.

57. Osepchuk, J. M. Health and safety issues for microwave power transmition, Sol. Energy, Vol. 56, №1, pp. 53 60, 1996.

58. Osepchuk, J. M. Microwave Power Applications, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 50, №3, pp. 975 985, March, 2002.

59. Пат. 2068215 РФ, МПК6 H03B 9/10, Н05В 6/68. Источник электропитания для устройств с двумя запитывающими вводами (варианты) / Шмырев В.В. -№ 93033367/09; заявл. 28.06.93; опубл. 20.10.96. 16 с.

60. Пат. СА923557 (Канада), МПК5 Н05В 6/68. Power Supply for Driving a Magnetron / Takashi S.; заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. CAD 923557; заявл. 04.02.68; опубл. 27.03.73. - 19 с.

61. Пат. GBl245378 (Англия), МПК5 Н05В 6/68. Power Supply Circuit / Benjamin V. Vallès, (Англия); заявитель и патентообладатель Litton Industries, Inc. GBl9700007420; заявл. 16.02.70; опубл. 08.09.71. - 14 с.

62. Пат. JP2003257612 (Япония), МПК7 Н05В 6/68. Power Supply for Driving Magnetron / Takeshi T., Kenji Y.; заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. JP 2002005560; заявл. 01.03.02; опубл. 09.12.03.- 15 с.

63. Пат. JP2005223981 (Япония), МПК7 Н05В 6/68. Magnetron Driving Power Supply Unit / Yasuo N.; заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. JP 20040027974; заявл. 04.02.04; опубл. 18.08.05. - 13 с.

64. Пат. JP2005228598 (Япония), МПК7 Н05В 6/68. Magnetron Driving Power Supply / Takayuki К.; заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. JP 20040036104; заявл. 13.02.04; опубл. 25.08.05. - 16 с.

65. Пат. JP2006331836 (Япония), МПК7 Н05В 6/68. Magnetron Driving Power Supply Unit / Yasuo N.; заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. JP 20040027974; заявл. 04.02.04; опубл. 18.08.05. - 13 с.

66. Пат. JP2007012541 (Япония), МПК7 H015J 23/34. Magnetron Filement Power Supply Device / Takayuki К.; заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. JP 20050153503; заявл. 26.05.05; опубл.0712.06.- 15 с.

67. Пат. JP2007042351 (Япония), МПК7 Н05В 6/68. Magnetron -Driven Power Supply Device / Yasuo N.; заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. JP 20050223679; заявл. 02.08.05; опубл.1502.07.- 15 с.

68. Пат. JP2007073320 (Япония), МПК7 Н05В 6/68. Power Supply For Driving Magnetron / Shinichi S., Nobuo S., Haruo S. и др.; заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. JP 20050258795; заявл. 07.09.05; опубл. 22.03.07. - 16 с.

69. Пат. JP2007149447 (Япония), МПК7 Н05В 6/68. Power Conrol Device for High Frequency Dielectric Heating and Its Control Method / Shinichi

70. S., Kenji Y., Haruo S.; заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. JP 20050340558; заявл. 25.11.05; опубл. 14.06.07. - 17 с.

71. Пат. JP2007266013 (Япония), МПК7 Н05В 6/66. High-Frequency Heating Device / Hideaki M., Haruo S., Hisashi M. и др.; заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. JP 20070185972; заявл. 17.07.07; опубл. 11.10.07. - 16 с.

72. Пат. JP2008098082 (Япония), МПК7 Н05В 6/66. Magnetron Power Supply Device / Kikuo Y., Yasuo S.; заявитель и патентообладатель Yusio Electronic Co. JP 200602812288; заявл. 16.10.06; опубл. 24.04.08. - 15 с.

73. Пат. KR20040061240 (Корея), МПК5 Н05В 6/66. Inverter Circuit for Microwave Oven / Han Seong Jin, Lee Min Gi, Shin dong Myeong; заявитель и патентообладатель LG Electronics Inc. KR20020087116; заявл. 30.12.02; опубл. 07.07.04. - 16 с.

74. Пат. KR940008029 (Корея), МПК5 Н05В 6/66. Power Supply for Driving Magnetron / Lee Kyong-Kun; заявитель и патентообладатель Samsung Electronics Co., Ltd KR19910010970; заявл. 28.06.91; опубл. 31.08.94. - 15 с.

75. Пат. 3569855 (США), МПК5 Н03В 9/10. Power Supply for Heating Magnetron / Noda T., Yokohama-shi (Япония); заявитель и патентообладатель Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. № 432288; заявл. 16.01.68; опубл. 09.03.71. -7 c.

76. Пат. 3591826 (США), МПК5 Н05В 41/36. Microwave Oven Power Supply Circuit Having Hot-Wire Relays / Benjamin V. Valles, (Англия); заявитель и патентообладатель Litton Precision Product, Inc. № 799715; заявл. 17.02.69; опубл. 06.07.71. - 13 с.

77. Пат. 3651371 (США), МПК5 Н03В 9/10. Power Supply for Magnetron in Microwave or The Like / Egbert M. Tingley; заявитель и патентообладатель Roper Corporation. № 69346; заявл. 03.09.70; опубл. 21.03.72.-6 c.

78. Пат. 3671847 (США), МПК5 Н02М 7/06. Power Supply for Magnetron in Microwave or The Like / Shibano Т. (Япония); заявитель ипатентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. № 67961; заявл. 28.08.70; опубл. 20.06.72.- 12 с.

79. Пат. 3710065 (США), МПК5 Н05В 41/36. Magnetron Power Supply Having in-rush Current Limiter / Paul Wythe Crapuchettes; заявитель и патентообладатель Litton Systems, Inc. № 204851; заявл. 06.12.71; опубл. 09.01.73.-8 с.

80. Пат. 3760291 (США), МПК4 Н03В 3/14. Power Supply for Heating Magnetron / Melvin L. Levinson; заявитель и патентообладатель Litton Systems, Inc. № 202314; заявл. 26.11.71; опубл. 18.09.73. - 5 с.

81. Пат. 3973165 (США), МПК2 НОЗВ 9/10. Power Supply for Microwave Magnetron / Thomas Eugene Hester; заявитель и патентообладатель Litton Systems, Inc. № 572105; заявл. 28.04.75; опубл. 03.08.76. - 8 с.

82. Пат. 4001537 (США), МПК2 Н05В 9/06. Power Controller for Microwave Magnetron / Robert Virgil Burke, Thomas Eugene Hester ; заявитель и патентообладатель Litton Systems, Inc. № 598865; заявл. 24.07.75; опубл. 04.01.77.-9 с.

83. Пат. 4005370 (США), МПК2 Н03К 1/12. Power Supply Means for Magnetron / Kusunoki S., Takano Т., Yoshimura H. и др. (Япония); заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co. № 609727; заявл. 02.09.75; опубл. 25.01.77.-9 с.

84. Пат. 4012617 (США), МПК2 Н05В 9/06. Power Controller for Microwave Magnetron / Robert Virgil Burke, Thomas Eugene Hester; заявитель и патентообладатель Litton Systems, Inc. № 598864; заявл. 24.07.75; опубл. 15.03.77.- 13 с.

85. Пат. 4281372 (США), МПК3 Н05В 6/68. Power Supply for Magnetron and the Like Loads / William P. Kornrumpf; заявитель и патентообладатель General Electric Company. № 86826; заявл. 22.10.79; опубл. 28.07.81,- 11 с.

86. Пат. 4620078 (США), МПК4 Н05В 6/68. Power Control Circuit for Magnetron / Peter H. Smith; заявитель и патентообладатель General Electric Company. -№ 664321; заявл. 24.10.84; опубл. 28.10.86. 6 с.

87. Пат. 4672159 (США), МПК4 Н05В 6/68. Electrically Controlleble Magnetron Power Supply / Ole K. Nilssen ; заявитель и патентообладатель Matsushita Ole К. Nilssen. № 673715; заявл. 21.11.84; опубл. 09.06.87. - 7 с.

88. Пат. 4742442 (США), МПК4 Н02М 7/44. Controlled Magnetron Power Supply Including Dual-mode Inverter / Ole K. Nilssen ; заявитель и патентообладатель Matsushita Ole К. Nilssen. № 875073; заявл. 17.06.86; опубл. 03.05.88. - 12 с.

89. Пат. 4825028 (США), МПК4 Н05В 6/64. Magnetron With Microproprocessor Power Control / Peter H. Smith; заявитель и патентообладатель General Electric Company. № 138137; заявл. 28.12.87; опубл. 25.04.89. - 19 с.

90. Пат. 4833581 (США), МПК5 Н05В 41/36. Power Supply for а Magnetron / Ishiyama К. (Япония); заявитель и патентообладатель Hitachi, Ltd. № 106668; заявл. 13.10.87; опубл. 23.05.89. - 17 с.

91. Пат. 4843202 (США), МПК4 Н05В 6/64. Magnetron With Frequency Control for Power Regulation / Peter H. Smith, Flavian Reising Jr.; заявитель и патентообладатель General Electric Company. № 138135; заявл. 28.12.87; опубл. 27.06.89. - 12 с.

92. Пат. 4885506 (США), МПК4 Н05В 41/14. Electronic Magnetron Power Supply / Ole K. Nilssen ; заявитель и патентообладатель Matsushita Ole К. Nilssen. № 679139; заявл. 06.12.84; опубл. 05.12.89. - 8 с.

93. Пат. 4903183 (США), МПК4 Н05В 6/68. Power Supply for а Magnetron / Noguchi S., Ishiyama K., Odaka Т. (Япония); заявитель и патентообладатель Hitachi, Ltd. № 258478; заявл. 17.10.88; опубл. 20.02.90. - 13 с.

94. Пат. US005208432 (США), МПК5 Н05В 6/68. Magnetron Driving Power Supply Circuit / Gyeong H. Han (Корея); заявитель и патентообладатель Goldstar Co., Ltd № 684227; заявл. 12.04.91; опубл. 04.05.93. - 5 с.

95. Пат. US005224027 (США), МПК5 Н02М 3/335. Power Supply Apparatus for Magnetron Driving / Kyong-Keun Lee (Корея); заявитель и патентообладатель Samsung Electronics Co., Ltd № 883482; заявл. 15.05.92; опубл. 29.06.93.-5 с.

96. Пат. US005250774 (США), МПК5 Н05В 6/68. Power Supply Circuit for Driving Magnetron / Kyong-Keun Lee (Корея); заявитель и патентообладатель Samsung Electronics Co., Ltd № 899360; заявл. 16.06.92; опубл. 05.10.93.- 11 с.

97. Пат. US005595674 (США), МПК6 Н05В 6/68. Microwave Owen With Power Switching Controller / Bae-Jin Kim (Корея); заявитель и патентообладатель LG Electronics Inc. № 519432; заявл. 25.08.95; опубл. 21.01.97.-11 с.

98. Пат. US005642268 (США), МПК6 Н02М 3/335. Power Supply for а Magnetron Having Controlled Output Power and Narrow Bandwidth / James L. Pratt, Michael J. Hill; заявитель и патентообладатель Xerox Co. № 550316; заявл. 30.10.95; опубл. 24.06.97. - 13 с.

99. Пат. US005571439 (США), МПК6 Н05В 6/68. Magnetron Variable Power Supply With Moding Prevention / Daley C., Robert J. Sweetman, Lenny C.; заявитель и патентообладатель Fusion Systems Co. № 429843; заявл. 27.04.95; опубл. 05.11.96. - 16 с.

100. Пат. US005777863 (США), МПК6 Н02М 7/02. Low-frequency Modulated Current Mode Power Supply for Magnetron Sputtering Cathodes /

101. Kowalevskii D., Kishinevsky M.; заявитель и патентообладатель Photran Co. -№ 664129; заявл. 14.06.96; опубл. 07.07.98. 13 с.

102. Пат. US006445596 (США), МПК7 Н02М 3/335. Magnetron Drive Power Supply / Mihara M., Morikawa H., Irii T. (Япония); заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. № 09762742; заявл. 14.06.00; опубл. 03.09.02. - 10 с.

103. Пат. US006624401 (США), МПК7 Н05В 6/68. Magnetron Drive Power Supply / Takeshi К., Haruo S., Hideaki M. и др. (Япония); заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. № 10625266; заявл. 23.07.03; опубл. 13.06.06. - 13 с.

104. Пат. US006624579 (США), МПК7 H01J 25/50. Magnetron Drive Power Supply / Yasui К., Takeshi К., Hideki О. и др. (Япония); заявитель и патентообладатель Matsushita Electric lnd Co., Ltd. № 10130222; заявл. 26.09.01; опубл. 23.09.03. - 56 с.

105. Пат. US006936803 (США), МПК7 Н05В 6/68. Inverter Curcuit of microwave oven /Min Gi I, Sung Jin Han, Dong Myung Shin (Корея); заявитель и патентообладатель LG Electronics Inc. № 10732413; заявл. 11.12.03; опубл. 30.08.05.- 13 с.

106. Пат. US007060954 (США), МПК7 Н05В 6/68. Magnetron Drive Power Supply / Takeshi. К., Haruo S., Hideaki M. и др. (Япония); заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. № 10161368; заявл. 03.06.02; опубл. 23.09.03. - 14 с.

107. Заявка US 20090014442 (США), МПК7 Н05В 6/68. Magnetron Drive Power Supply / Sakai S., Shirokawa N., Haruo S. и др. (Япония); заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. №11814654; заявл. 20.01.06; опубл. 15.01.09. - 9 с.

108. Заявка US 20090079353 (США), МПК7 Н05В 6/68. Magnetron Drive Power Supply / Sakai S., Shirokawa N., Haruo S. и др. (Япония); заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co., Ltd. №11914805; заявл. 17.05.06; опубл. 19.11.07. - 13 с.

109. A Guide for Microwave Application Электронный ресурс. -Режим доступа: // http://www.muehleisen.de. - Имеется печатный аналог.

110. Gerling Applied Engineering, Inc. Advanced Microwave Heating Technology. Microwave Generators Электронный ресурс. Режим доступа: -// http://www.2450MHz.com. - Имеется печатный аналог.

111. Industrial Microwave Product Guide Электронный ресурс. -Режим доступа: -// http:// www.industrial.rell.com. Имеется печатный аналог.

112. New Technology for Industrial Magnetron Power Supply. Magdrive 1000 Электронный ресурс. Режим доступа: - // http://www.dipolar.se. -Имеется печатный аналог.

113. Power Supply Unit for 2 kW Magnetron Электронный ресурс. -Режим доступа: // http://www.altersystem.com. - Имеется печатный аналог.