Ushbu tadqiqot elektr uzatish liniyalariga joylashtirilgan onlayn monitoring qurilmalarining uzluksiz energiya ehtiyojini qondirish maqsadida, liniya tokidan elektromagnit yo‘l bilan taxminan 16 W darajasida barqaror quvvat olishni o‘rganadi. Tadqiqotchilar parallel rezonans orqali tokni yo‘naltiradigan ikki tarmoqli magnit tuzilma, kichik tok o‘zgarishlari uchun sifat omilini sozlash, yuqori toklar uchun teskari tok inyeksiyasi va keskin tok sakrashlari uchun kommutatsiyalanuvchi baypas rezistorini ishlab chiqqan. MATLAB simulyatsiyalari va laboratoriya tajribalarida 50–200 A oralig‘idagi liniya toklarida yuk quvvati umuman 15–16 W oralig‘ida ushlab turilgan; 400 A sharoitida birlashgan boshqaruv bilan 16,4 W o‘lchangan. Biroq tadqiqot peer-reviewdan o‘tmagan; haqiqiy yuqori kuchlanishli uzatish liniyasida dala tajribasi, uzoq muddatli ishonchlilik, sof energiya samaradorligi va to‘liq avtonom yopiq kontur boshqaruv namoyish etilmagan.

An’anaviy bitta yadroli tok transformatoriga asoslangan energiya yig‘ish tizimlari past liniya tokida yetarli kuchlanish ishlab chiqara olmaydi; yuqori tokda esa magnit yadro to‘yinishi, to‘lqin shakli buzilishi, qizish va quvvat yo‘qotishiga duch kelishi mumkin. Taklif etilgan ikki tarmoqli tuzilma bu ikki chekka sharoit o‘rtasidagi qarama-qarshilikni bitta doimiy zanjir bilan hal qilishga urinish o‘rniga, liniya tokining kattaligi va o‘zgarish tezligiga qarab turli impedans sozlash usullaridan foydalanadi.

Tajriba taqqoslashida ikki tarmoqli usul 10–60 A oralig‘ida an’anaviy tok transformatori usuliga qaraganda sezilarli darajada yuqori quvvat ishlab chiqargani ko‘rsatilgan. Liniya toki 50 A bo‘lganda tizim taxminan 15,8 W ishlab chiqargan, an’anaviy yondashuv esa xuddi shu quvvat darajasiga erishishi uchun 80 A dan yuqori tok talab qilgan. Biroq tajriba platformasida haqiqiy monitoring qurilmasi o‘rniga rezistiv yuk va teskari tok hosil qilish uchun tashqi chiziqli quvvat kuchaytirgichi ishlatilgan. Shu sababli natijalar dala foydalanishiga tayyor va o‘z iste’molini qoplaydigan mustaqil mahsulotning tasdig‘i sifatida emas, balki amalga oshirish mumkinligini ko‘rsatuvchi laboratoriya miqyosidagi muhandislik isboti sifatida baholanishi kerak.

Tadqiqotning asosiy muammosi nima?

Uzatish liniyalaridagi izolyator ifloslanishi, o‘tkazgich muzlashi, mexanik tebranish va shunga o‘xshash holatlarni kuzatuvchi sensorlar ko‘pincha yerdan o‘nlab metr balandlikda ishlaydi. Bu qurilmalarni faqat batareya bilan ta’minlash muntazam batareya almashtirish va texnik xizmatni talab qiladi. Quyosh, shamol, lazer orqali energiya uzatish yoki elektr maydonidan energiya yig‘ish kabi variantlar esa atrof-muhit sharoitlari, xarajat, izolyatsiya dizayni yoki past quvvat zichligi bilan bog‘liq cheklovlarga ega bo‘lishi mumkin.

Muqobil yechim — uzatish liniyasidan oqayotgan o‘zgaruvchan tok hosil qiladigan magnit maydondan tok transformatori yordamida energiya yig‘ishdir. Biroq dala sharoitida o‘tkazgichni kesmasdan o‘rab olish uchun ochiladigan va havo oralig‘iga ega magnit yadrolar ishlatiladi. Havo oralig‘i yadroning samarali magnit o‘tkazuvchanligini kamaytiradi. Natijada past liniya toklarida induksiyalangan kuchlanish va foydalanish mumkin bo‘lgan quvvat kamayadi. Liniya toki yuzlab amperga ko‘tarilganda esa ayni yadro to‘yinishga yaqinlashib, to‘lqin shaklini buzadi va chiqish quvvatining barqarorligini yo‘qotishiga olib keladi.

Ikki tarmoqli energiya yig‘ish tuzilmasi qanday ishlaydi?

Taklif etilgan tuzilma ikkita elektr va magnit tarmoqdan iborat:

• So‘ndirish tarmog‘i: Uzatish liniyasi ichidan o‘tadigan, havo oralig‘iga ega va ko‘p o‘ramli magnit yadrodan iborat. Uning ikkilamchi chulg‘amiga sozlanadigan kondensator ulanib parallel rezonans hosil qilinadi.
• Energiya yig‘ish tarmog‘i: Havo oralig‘i bo‘lmagan, yopiq va magnit o‘tkazuvchanligi yuqoriroq ikkinchi yadrodan foydalanadi. Tok uzatish o‘tkazgichi shu yadrodan o‘tkaziladi; ikkilamchi chulg‘amdagi energiya AC/DC aylantirish zanjiri orqali yukga uzatiladi.

1-shaklda uzatish liniyasi bo‘lagi bilan tok uzatish o‘tkazgichi parallel ikki yo‘l hosil qilishi ko‘rsatilgan. So‘ndirish tarmog‘i parallel rezonansga yaqinlashtirilganda bu tarmoqning ekvivalent impedansi ortadi. Tokning kattaroq qismi energiya yig‘ish yadrosidan o‘tadigan uzatish yo‘liga yo‘naltiriladi. Energiya yig‘ish yadrosida havo oralig‘i bo‘lmagani uchun magnit bog‘lanish va induksiyalangan elektromotor kuch an’anaviy ochiladigan yadroga nisbatan oshirilishi mumkin.

Bu yondashuv energiyani faqat yadroning magnit materialini o‘zgartirish orqali oshirishga urinmaydi. Asosiy g‘oya so‘ndirish tarmog‘ining impedansini boshqarib, tokning ikki tarmoq o‘rtasidagi taqsimotini boshqarish va energiya yig‘ish tarmog‘ining yuk impedansini rezonans impedansiga yaqinlashtirishdir.

Parallel rezonans modeli

So‘ndirish tarmog‘ining birlamchi tomonga keltirilgan ekvivalent admittansi tadqiqotda quyidagicha ta’riflangan:

\[ Y = \left( \frac{R_m}{R_m^2+(\omega L_m)^2} + \frac{R'_c}{R_c'^2+\left(\frac{1}{\omega C'}\right)^2} \right) -j\left( \frac{\omega L_m}{R_m^2+(\omega L_m)^2} - \frac{\frac{1}{\omega C'}}{R_c'^2+\left(\frac{1}{\omega C'}\right)^2} \right) \]

Bu yerda Y admittansni, ya’ni impedansning teskarisini; j mavhum birlikni; R_m yadroning qo‘zg‘atish yoki yo‘qotish qarshiligini; L_m magnitlanish induktivligini; C′ birlamchi tomonga keltirilgan sig‘imni; R′_c esa kondensatorning ekvivalent ichki qarshiligini ifodalaydi. ω burchak chastotasi bo‘lib, 50 Hz uchun ω = 2πf munosabati orqali aniqlanadi.

Yo‘qotish qarshiliklari reaktiv tarkibiy qismlarga nisbatan kichik deb qabul qilinganda parallel rezonans sharti quyidagicha:

\[ \omega L_m = \frac{1}{\omega C'} \]

Bu tenglikda induktiv va sig‘imiy ta’sirlar bir-birini muvozanatlaydi. Ideal parallel rezonansning impedansi nazariy jihatdan juda yuqori bo‘lsa-da, haqiqiy zanjirda yadro va kondensator yo‘qotishlari sababli chekli yuqori qiymat yuzaga keladi:

\[ Z_{\max} = \frac{1}{Y_{\min}} = \frac{1}{R_m+R'_c} \frac{L_m}{C'} \]

Bu tenglama magnitlanish induktivligi oshgani va umumiy yo‘qotish qarshiligi kamaygani sari so‘ndirish tarmog‘i erisha oladigan maksimal impedans ortishini ko‘rsatadi.

Sifat omili nega muhim?

Rezonans zanjirining sifat omili bir siklda saqlanadigan energiya bilan yo‘qotiladigan energiya o‘rtasidagi munosabatni ifodalaydi:

\[ Q = \frac{\omega L_m}{R_m+R'_c} = \frac{1}{R_m+R'_c} \sqrt{\frac{L_m}{C'}} \]

Sifat omili ortgani sari rezonans keskinlashadi va so‘ndirish tarmog‘ining impedansi kattalashadi. Biroq tadqiqot modeli yadrodagi samarali magnitlanish toki ham Q bilan ortishini ko‘rsatadi:

\[ I_m = QI = \frac{1}{R_m+R'_c} \sqrt{\frac{L_m}{C'}} I \]

I_m magnitlanish tokini, I esa so‘ndirish tarmog‘iga kiruvchi tokni ifodalaydi. Bu natija usulning asosiy qarama-qarshiligini tushuntiradi: yuqori sifat omili past liniya tokida energiya uzatilishini osonlashtiradi, ammo liniya toki oshganda yadroni tezroq to‘yinishga olib borishi mumkin.

Maksimal quvvat uzatish sharti tadqiqotda quyidagi munosabat bilan ifodalangan:

\[ P_{\max} = \frac{I_1^2}{4} Z_{\max} = \frac{I_1^2}{4}(R_m+R'_c)Q^2 \]

Bu formula yuk impedansi rezonans impedansi bilan mos ravishda moslashtirilganda uzatilishi mumkin bo‘lgan quvvat tokning kvadrati va sifat omili bilan bog‘liqligini ko‘rsatadi. Biroq I₁ belgisining ta’rifi matnda boshqa o‘zgaruvchilar kabi aniq berilmagan; bu formula taqdimotidagi aniqlik yetishmasligidir.

Moslashuvchan impedans sozlash qaysi uch usuldan foydalanadi?

1. Kichik tok o‘zgarishlarida sifat omilini sozlash

Liniya toki cheklangan oraliqda o‘zgarganda kondensator bilan ketma-ket yoki unga ulangan sozlanadigan rezistor ishga tushiriladi. Qarshilik oshirilishi sifat omili va so‘ndirish tarmog‘i impedansini kamaytiradi. Shu tariqa liniya toki oshsa ham energiya yig‘ish tarmog‘iga uzatiladigan tokni taxminan doimiy saqlash maqsad qilinadi.

Tadqiqotda ishlatilgan tok bo‘linishi munosabati quyidagicha:

\[ \frac{I_s/2}{I_n-I_s/2} = \frac{R_m}{R'_c+R_m} \]

I_n haqiqiy liniya tokini, I_s maqsadli ish sharoitidagi ideal tokni ifodalaydi. Zarur ikkilamchi tomon qarshiligi esa quyidagicha hisoblangan:

\[ R_c = \frac{2(I_n-I_s)}{I_s} R_m N^2 \]

N o‘ramlar nisbatidir. Rezistor ikkilamchi tomonda joylashgani sababli, birlamchi tomonga keltirilgan qiymatning o‘ramlar nisbati kvadrati bilan o‘zgarishi nozik sozlashni qiyinlashtiradi. Bundan tashqari, yadro to‘yinishga yaqinlashganda L_m doimiy qolmagani uchun nazariy qarshilik hisobi tajribada to‘liq mos kelmagan.

2. Yuqori tokda teskari tok inyeksiyasi

Liniya toki katta miqyosda oshganda faqat sifat omilini kamaytirish yetarli emas. Tadqiqotchilar energiya yig‘ish tarmog‘idagi ortiqcha energiyani to‘g‘rilab, qayta o‘zgaruvchan tokka aylantirish va so‘ndirish yadrosining ikkilamchi tomoniga asosiy magnit oqimga qarama-qarshi yo‘nalishda kiritishni taklif qiladi.

Teskari tok yadroning asosiy magnit oqimini kamaytirib, so‘ndirish tarmog‘ining ekvivalent impedansini uzluksiz tarzda sozlaydi:

\[ Z = \frac{U}{I} = \frac{(I-\alpha I)Z_{\mathrm{res}}}{I} = (1-\alpha)Z_{\mathrm{res}} \]

Z_res birlamchi tomonga keltirilgan rezonans impedansini, αI esa qarama-qarshi yo‘nalishda qo‘llangan tok tarkibini ifodalaydi. α ortgani sari so‘ndirish tarmog‘ining ekvivalent impedansi kamayadi va energiya yig‘ish tarmog‘iga yo‘naladigan ortiqcha tok cheklanadi.

Ikkilamchi tomonga berilishi kerak bo‘lgan tok quyidagi tenglama bilan hisoblangan:

\[ I' = \frac{I_n-I_s}{N} \]

Bu munosabat haqiqiy liniya toki maqsad qiymatdan qancha oshsa, kiritiladigan teskari tok ham o‘ramlar nisbatiga bog‘liq holda shuncha oshirilishi kerakligini ko‘rsatadi.

3. Keskin tok sakrashlarida baypas rezistori

Tokni o‘lchash, fazasini aniqlash, to‘g‘rilash, tartibga solish va qarama-qarshi yo‘nalishda qayta hosil qilish vaqt talab qiladi. Simulyatsiyada teskari tok boshqaruviga 5 ms kechikish qo‘shilganda yadro vaqtincha to‘yinishi kuzatilgan. Shu sababli tezroq, ammo qo‘polroq himoya qatlami sifatida kommutatsiyalanuvchi baypas rezistorlari qo‘shilgan.

Tadqiqotda ishlatilgan tok bo‘linishi munosabati quyidagicha:

\[ \frac{(R'_s+Z_{\mathrm{res}})Z_{\mathrm{res}}} {R'_s Z_{\mathrm{res}}} = \frac{2I_n-I_s}{I_s} \]

Zarur fizik baypas qarshiligi esa quyidagicha berilgan:

\[ R_s = \frac{Z_{\mathrm{res}}I_s} {2(I_n-I_s)} N^2 \]

Baypas rezistori keskin oshishda tez ishga tushib, so‘ndirish tarmog‘ining impedansini kamaytiradi. Biroq kommutatsiyalanuvchi rezistor bosqichlari uzluksiz va nozik sozlashni ta’minlamagani sababli tadqiqotchilar baypas rezistorini vaqtinchalik himoya, teskari tok inyeksiyasini esa nozik sozlash mexanizmi sifatida joylashtiradi.

Simulyatsiyalar nimani ko‘rsatadi?

MATLAB modelida ideal ish sharoiti 50 A RMS va 50 Hz sifatida belgilangan. So‘ndirish yadrosining magnitlanish induktivligi 24,76 µH, magnitlanish qarshiligi 2,51 mΩ, rezonans sig‘imi 1,26 mF va yuk qarshiligi 26,62 mΩ sifatida ishlatilgan. Chulg‘am qarshiligi va sizib chiqish reaktansi e’tiborga olinmagan, yadro to‘yinishi ifodalangan chiziqli bo‘lmagan transformator modeli tanlangan.

50 A liniya tokida yuk tarmog‘i toki taxminan 24,5 A, yuk kuchlanishi 0,651 V va chiqish quvvati 15,95 W deb hisoblangan. Kuchlanish bilan tokning deyarli bir fazada bo‘lishi parallel rezonans holatini qo‘llab-quvvatlagan.

Liniya toki 0,22 soniyada 50 A dan 70 A ga oshirilganda nazariy hisobga ko‘ra 0,65 Ω sozlanadigan qarshilik qo‘llangan va yuk quvvati taxminan 15,9 W darajasida ushlab turilgan. Biroq magnitlanish toki nazariy 77,48 A o‘rniga 97,44 A o‘lchangan va uchli cho‘qqi shakllari kuzatilgan. Bu to‘lqin shakli yadro 50 A sharoitining o‘zida ham to‘liq chiziqli sohada emasligini ko‘rsatadi.

Liniya toki 200 A ga ko‘tarilganda hech qanday chora qo‘llanmasa, magnitlanish toki taxminan 137 A dan 613 A gacha ko‘tarilgan; yuk kuchlanishi va toki kuchli buzilgan. Ikkilamchi tomonga 8,33 A teskari tok berilganda yuk tarmog‘i toki yana taxminan 24,5 A da, quvvat esa taxminan 16 W da ushlab turilgan. Xuddi shunday, 400 A sharoiti uchun hisoblangan 19,44 A teskari tok simulyatsiya modelida quvvat chiqishini barqaror saqlagan.

Teskari tok boshqaruvidagi 5 ms kechikish keskin tok o‘zgarishidan darhol keyin vaqtinchalik yadro to‘yinishi hosil qilgan. Taxminan 1,4 Ω baypas rezistorining 1 ms kechikish bilan ishga tushirilishi o‘tish paytidagi tok va kuchlanish to‘lqin shakllarini sezilarli darajada yaxshilagan.

Tajriba qurilmasi qanday tashkil etilgan?

13-shaklda ko‘rsatilgan laboratoriya platformasida dasturlanuvchi liniya toki manbai, havo oralig‘iga ega so‘ndirish yadrosi, yopiq nanokristall energiya yig‘ish yadrosi, moslashtiruvchi kondensator, sozlanadigan rezistor, tashqi tok manbai, yuk va osiloskop ishlatilgan.

So‘ndirish yadrosining ikkilamchi chulg‘ami 18 o‘ramdan iborat. Matnning bir qismida ushbu chulg‘amga 1,127 mF qutbsiz elektrolitik kondensator ulangan deb yozilgan; keyingi paragrafda esa rezonans 1,37 mF bilan olingani aytiladi. Nazariy qiymat 1,26 mF. Ikki tajriba sig‘imi qiymati nega farq qilishi tushuntirilmagan.

Energiya yig‘ish yadrosi havo oralig‘i bo‘lmagan halqa shaklidagi nanokristall yadrodir. Ikkilamchi chulg‘ami 80 o‘ramdan iborat va 200 Ω sirpanma reostatga ulangan. Tajriba davomida yuk taxminan 120 Ω ga sozlangan. O‘lchangan so‘ndirish tarmog‘i rezonans impedansi taxminan 25,3 mΩ.

Ikki tarmoqli usul an’anaviy usulga nisbatan qancha quvvat ishlab chiqargan?

15-shakl 10–60 A oralig‘idagi liniya toklarida ikki tarmoqli usul bilan an’anaviy bitta yadroli tok transformatori usulini taqqoslaydi. Ikki tarmoqli usulning quvvat egri chizig‘i butun o‘lchash oralig‘ida yuqoriroq. Tadqiqotchilar chiqish an’anaviy usulning taxminan ikki baravariga yetganini bildiradi.

Liniya toki 50 A atrofida bo‘lganda ikki tarmoqli tuzilma taxminan 15,8 W ishlab chiqargan. An’anaviy usulning shunga o‘xshash quvvat darajasiga erishishi uchun 80 A dan yuqori liniya toki kerak bo‘lgan. Ikki tarmoqli tizim 60 A da, yuk qayta sozlanganda 17,9 W maksimal quvvat ishlab chiqargan. Biroq yadro bu tok sohasida to‘yinishga yaqinlashgan; 80 A dan yuqorida doimiy yuk ishlatilsa, rezonans buzilishi va chiqish quvvati pasayishi mumkinligi ko‘rsatilgan.

Moslashuvchan boshqaruvning tajriba natijalari

Sifat omilini sozlash tajribasida liniya toki 70 A, sozlanadigan rezistor 0,35 Ω sifatida belgilangan. Yuk kuchlanishi 33,3 V, yuk toki 0,469 A va energiya yig‘ish tarmog‘ining RMS toki 24,4 A o‘lchangan; yuk quvvati 15,62 W bo‘lgan. Biroq yuk to‘lqin shaklida sezilarli buzilish kuzatilgan.

Nazariy hisob 70 A uchun 0,65 Ω qarshilikni prognoz qilgan bo‘lsa, tajribada 0,35 Ω yetarli bo‘lgan. Tadqiqotchilar bu farqni yadro to‘yinishga yaqinlashganda magnitlanish induktivligining kamayishi va parallel rezonans shartining siljishi bilan bog‘laydi.

Liniya toki 200 A ga oshirilganda so‘ndirish yadrosiga 8,3 A teskari tok kiritilgan va chiqish quvvati taxminan 15,72–15,76 W oralig‘ida ushlab turilgan. Osiloskop to‘lqin shakllari sifat omilini sozlashga qaraganda silliqroq sinusoidal kuchlanish va tokni ko‘rsatadi.

Keskin 50 A–200 A o‘tishida baypas rezistori ishga tushirilishi bilan energiya yig‘ish tarmog‘i toki barqaror qolgan va yuk quvvati 16,1 W o‘lchangan. 400 A tajribasida 0,6 Ω baypas rezistori bilan 0,5 A teskari tok birgalikda qo‘llangan; yuk kuchlanishi taxminan 34 V, yuk toki taxminan 0,481 A va quvvat 16,4 W darajasida ushlab turilgan.

Shakl va grafiklar nimani anglatadi?

• 1–3-shakllar: Ikki yadroli topologiyani, so‘ndirish tarmog‘ining ekvivalent zanjirini va parallel rezonans orqali amalga oshadigan tok uzatishni ko‘rsatadi.
• 4-shakl: Kichik o‘zgarishlarda sifat omili, yuqori tokda teskari tok va keskin sakrashlarda baypas rezistoridan foydalanadigan uch qatlamli boshqaruv mantiqini umumlashtiradi.
• 8-shakl: 50 A dan 70 A ga o‘tishda yuk quvvatini saqlash mumkinligini, ammo magnitlanish tokidagi uchli cho‘qqilar yadro chiziqli emasligiga ishora qilishini ko‘rsatadi.
• 9-shakl: 200 A da boshqaruv qo‘llanmaganda magnitlanish toki oshishini, kuchlanish va yuk toki kuchli buzilishini ko‘rsatadi.
• 10–11-shakllar: 200 A va 400 A sharoitlarida teskari tok inyeksiyasi yuk toki va quvvatni taxminan doimiy ushlab turishini ko‘rsatadi.
• 12-shakl: Baypas rezistori boshqaruv kechikishi paytida yuzaga keladigan vaqtinchalik to‘yinishni bostira olishini ko‘rsatadi.
• 13-shakl: Laboratoriya qurilmasi va ishlatilgan yadro, kondensator, rezistor, yuk va tok manbalarini ko‘rsatadi.
• 15-shakl: Ikki tarmoqli usul 10–60 A oralig‘ida an’anaviy bitta yadroli usulga qaraganda ko‘proq quvvat ishlab chiqarganini ko‘rsatadi.
• 16–18-shakllar: Teskari tok inyeksiyasi, keskin tokda baypas rezistori va 400 A dagi birlashgan boshqaruvning tajriba osiloskop natijalarini taqdim etadi.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan xulosalar

• Parallel rezonans va ikkinchi yopiq yadrodan foydalanish laboratoriya sharoitida an’anaviy bitta yadroli qurilmaga qaraganda yuqoriroq quvvat uzata oladi.
• Sifat omilini sozlash cheklangan tok oralig‘ida chiqish quvvatini saqlab turishi mumkin.
• Teskari tok inyeksiyasi keng tok o‘zgarishlarida yadro magnit oqimi va ekvivalent impedansni boshqarib, quvvat chiqishini taxminan 15–16 W darajasida ushlab turishi mumkin.
• Baypas rezistori teskari tok boshqaruvi kechikadigan keskin tok oshishlarida vaqtinchalik himoya ta’minlay oladi.
• Uch usulning birgalikda ishlatilishi bitta doimiy impedans sozlamasiga nisbatan kengroq ish oralig‘ini taqdim etadi.

Tadqiqot nimani isbotlamaydi?

• Tizim haqiqiy yuqori kuchlanishli uzatish liniyasida uzoq muddatli dala ishlashi bilan tasdiqlanmagan.
• Izolyatsiya chidamliligi, chaqmoq ta’siri, elektromagnit moslik, ochiq havo harorati, namlik, korroziya va mexanik tebranish sharoitlari baholanmagan.
• Teskari tok hosil qiluvchi zanjirning o‘z energiya iste’moli va umumiy sof energiya samaradorligi batafsil hisoblanmagan.
• Tashqi chiziqli quvvat kuchaytirgichi bilan amalga oshirilgan qo‘lda sozlash to‘liq o‘z-o‘zidan ishlaydigan o‘rnatilgan boshqaruv tizimining tasdig‘i emas.
• Haqiqiy muzlash, ifloslanish yoki tebranish monitoring qurilmasi uzluksiz quvvatlantirilmagan; tajriba yuki asosan rezistordir.
• 400 A natijasi har bir uzatish liniyasi va har bir magnit yadro uchun ayni chiqish olinadi degani emas.
• Uzoq muddatli qizish, yadro qarishi va kommutatsiya elementlarining ishonchliligi o‘lchanmagan.

Tadqiqotning kuchli tomonlari va cheklovlari

Tadqiqotning eng kuchli tomoni faqat nazariy zanjir taklif qilish bilan cheklanmay, modelni to‘yinishni o‘z ichiga olgan simulyatsiyalar va fizik tajriba platformasi bilan sinaganidir. An’anaviy bitta yadroli qurilma bilan bevosita taqqoslash ikki tarmoqli tuzilmaning past va o‘rta tokdagi quvvat afzalligini ko‘rsatadi. Bundan tashqari, sekin, keng va keskin tok o‘zgarishlarini bir-biridan ajratish boshqaruv arxitekturasini muhandislik nuqtai nazaridan tushunarli qiladi.

Biroq nazariy modelda chulg‘am qarshiligi va sizib chiqish reaktansi e’tiborga olinmagan. Tajriba natijalarining nazariy qarshilik va sig‘im qiymatlaridan og‘ishi bu soddalashtirishlar muhim bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi. Teskari tokning laboratoriyada tashqi quvvat manbai orqali hosil qilinishi tizim o‘zi yig‘gan ortiqcha energiyani real vaqtda qanchalik samarali qayta aylantira olishini ko‘rsatmaydi.

Matnda mavjud bo‘lmagan “15-tenglama”ga qilingan havola, 1,127 mF bilan 1,37 mF o‘rtasidagi tushuntirilmagan sig‘im farqi va tajriba natijalariga qaramay ishlatilgan “ma’lumot ishlatilmadi” bayonoti preprint versiyasi tahririy nazoratga muhtojligini ko‘rsatadi. Minnatdorchilik bo‘limida anonim reviewer-larga minnatdorchilik bildirilishi ham tadqiqotning har sahifasida joylashgan “peer-reviewdan o‘tmagan” ogohlantirishi bilan mos emas. Peer-review holati ochiq preprint ogohlantirishi asosida baholanishi kerak.

O‘tmish, bugun va kelajak nuqtai nazaridan ahamiyati

An’anaviy energiya yig‘ish tadqiqotlari ko‘pincha past tokdagi ishga tushish muammosi yoki yuqori tokdagi to‘yinishni alohida hal qilishga urinadi. Ushbu tadqiqot ikki muammo bir xil fizik dizayn ichida bir-birini qiyinlashtirishini tan olib, tok oralig‘iga qarab o‘zgaradigan gibrid boshqaruvni taklif qiladi.

Bugungi nuqtai nazardan asosiy hissa taxminan 50–200 A oralig‘ida 15–16 W darajasida quvvat ishlab chiqarish mumkinligini ko‘rsatadigan tajriba konsepsiya isbotidir. Bunday quvvat darajasi energiya iste’moli mos ravishda boshqariladigan monitoring elektronikasi, sensorlar, ma’lumotlarni qayta ishlash va aloqa birliklari uchun e’tiborga molik bo‘lishi mumkin. Biroq tadqiqotda muayyan monitoring qurilmasining batafsil quvvat budjeti berilmagani sababli bevosita qurilma mosligi alohida sinovdan o‘tkazilishi kerak.

Kelajakda tizimning amaliy qiymati energiya yig‘ish yadrosini optimallashtirish, teskari tok ishlab chiqarishni tizimning o‘z ortiqcha energiyasi bilan amalga oshirish, ikki yopiq konturli boshqaruvni rivojlantirish va tok sakrashlarini oldindan bashorat qilishga bog‘liq. Haqiqiy uzatish liniyasi qo‘llanmasi uchun, shuningdek, yuqori kuchlanish izolyatsiyasi, chaqmoq xavfsizligi, issiqlik boshqaruvi, elektromagnit moslik va uzoq muddatli ekologik chidamlilik sinovlari talab qilinadi.

Tadqiqot usuli va natijalari

Simulyatsiya modelining asosiy parametrlari

Quyidagi qiymatlar MATLAB asosidagi to‘yinuvchi transformator modelida ishlatilgan ideal ish parametrlaridir.

Simulyatsiyada chulg‘am qarshiligi va sizib chiqish reaktansi e’tiborga olinmagan. Shu sababli hisoblangan ideal qiymatlar bilan fizik tajriba qiymatlari o‘rtasida farq paydo bo‘lishi kutilishi mumkin.

Tajriba platformasining asosiy tarkibiy qismlari

Moslashuvchan impedans tajribasining sonli natijalari

Jadval 50–70 A oralig‘ida rezistor bilan sifat omilini sozlashni; 80–200 A oralig‘ida esa teskari tok inyeksiyasini ko‘rsatadi.

Jadvaldagi eng past yuk quvvati 60 A da 15,45 W, eng yuqori yuk quvvati esa 120 A da 15,94 W. Shu tariqa laboratoriya sharoitida liniya toki to‘rt baravar oshganda quvvat taxminan bir xil oraliqda saqlangan. Bu natija teskari tok inyeksiyasi keng tok o‘zgarishida qarshilik sozlashiga qaraganda aniqroq boshqaruv ta’minlashini qo‘llab-quvvatlaydi.

Uch boshqaruv usulini taqqoslash

Tadqiqotchilar taklif qilgan yakuniy strategiya normal ish sohasida sifat omilini sozlash, yuqori tokda teskari tok inyeksiyasi va keskin oshishlarda vaqtinchalik baypas rezistoridan foydalanishdir. Baypas rezistori o‘tishni cheklaydi; keyin teskari tok boshqaruvi quvvatni maqsad qiymatga olib keladi.

Manba va usul bo‘yicha izoh

Tadqiqotning asl nomi: Stable energy extraction from power transmission lines via current transfer

Mualliflar: Zhou Yue, Shaosheng Fan, Bo Yan va Bo Liu. Mualliflar tartibi tadqiqotdagi tartib bilan saqlangan.

Teng birinchi muallif: Teng hissa yoki teng birinchi mualliflik haqida ma’lumot ko‘rsatilmagan.

Mas’ul muallif: Shaosheng Fan.

Muassasa bog‘liqliklari:

• State Key Laboratory of Disaster Prevention & Reduction for Power Grid, Changsha University of Science and Technology, Xitoy
• College of Energy, Mechanical and Electrical Engineering, Hunan University of Humanities, Science & Technology, Xitoy

Zhou Yue ikkala muassasaga; Shaosheng Fan va Bo Yan birinchi muassasaga; Bo Liu esa ikkinchi muassasaga bog‘langan deb ko‘rsatilgan.

DOI: Ushbu versiyada DOI ma’lumoti mavjud emas va DOI rasmiy manbalardan tasdiqlanmagan.

Jurnal: Peer-reviewli jurnal nomi ko‘rsatilmagan va nashr etilgan jurnal versiyasi tasdiqlanmagan.

Nashr platformasi: SSRN, annotatsiya raqami 7196693.

Asl nashriyot: Peer-reviewli jurnal nashriyoti mavjud emas. SSRN Elsevier tomonidan boshqariladigan preprint platformasidir; bu ma’lumot tadqiqot Elsevier tomonidan peer-reviewli jurnalda nashr etilganini anglatmaydi.

Nashr yili: 2026.

Manba turi: Nazariy zanjir modellashtirish, MATLAB simulyatsiyasi va laboratoriya tajriba validatsiyasini o‘z ichiga olgan muhandislik preprinti.

Peer-review holati: Ushbu tadqiqot preprint bo‘lib, peer-reviewdan o‘tmagan. Natijalar shu cheklov hisobga olinib o‘qilishi kerak.

Rasmiy havola:https://ssrn.com/abstract=7196693

Muallif hissalari: Zhou Yue birinchi qoralama, ko‘rib chiqish va tahrirlash; Shaosheng Fan usul va moliyalashtirish; Bo Yan ma’lumotlarni tartibga solish; Bo Liu tadqiqot vazifalari bilan ko‘rsatilgan.

Moliyalashtirish: Tadqiqotda Xitoy Milliy tabiiy fanlar jamg‘armasining 62473065 raqamli qo‘llab-quvvatlashi va Hunan Fan va texnologiya komissiyasining 2023JJ50489 raqamli qo‘llab-quvvatlashi bildirilgan. Mualliflar moliyalashtiruvchilar tadqiqot dizayni, ma’lumot yig‘ish, tahlil, talqin, yozish yoki nashr qarorida ishtirok etmaganini ta’kidlaydi.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar tadqiqotga ta’sir qilishi mumkin bo‘lgan ma’lum moliyaviy manfaat yoki shaxsiy munosabat mavjud emasligini bayon qilgan.

Ushbu turkcha izoh yuklangan tadqiqotning to‘liq matni, tenglamalari, jadvallari, shakllari, simulyatsiyalari va tajriba to‘lqin shakllari ko‘rib chiqilib tayyorlangan. Tashqi manbalar faqat manba identifikatsiyasi, SSRN yozuvi va platforma operatorini tasdiqlash uchun ishlatilgan; tadqiqotning ilmiy mazmuniga tashqaridan topilma qo‘shilmagan.

Tadqiqotning asosiy cheklovlari peer-reviewning mavjud emasligi, haqiqiy uzatish liniyasida dala validatsiyasi o‘tkazilmagani, teskari tok tashqi laboratoriya manbai bilan ishlab chiqarilgani, sof energiya samaradorligi berilmagani, boshqaruv tizimi to‘liq avtonom qo‘llanmagani, chulg‘am va sizib chiqish yo‘qotishlari modelda e’tiborga olinmagani, uzoq muddatli termal va elektr ishonchlilik baholanmagani hamda matndagi ayrim tenglama, sig‘im va ma’lumot bayonoti nomuvofiqliklaridir.