УСТРОЙСТВО ТОКОВОГО ОТБОРА МОЩНОСТИ

Техническое решение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для питания устройств радио и микроэлектроники.
В электроэнергетике существует необходимость обеспечения питания автономных устройств, расположенных вдоль высоковольтных воздушных линий электропередач. К ним относятся различные датчики, например, датчики гололеда, а также устройства, передающие и ретранслирующие информацию от датчиков по радиоканалу. Традиционный способ получения питания путем трансформации напряжения технически и экономически нецелесообразен, поэтому возникает задача обеспечения альтернативного отбора мощности. Наиболее перспективным по сравнению с другими решением представляется отбор мощности от провода линии электропередачи.
нач
max
Известно устройство отбора мощности от линии электропередачи для питания измерительных устройств, а именно источник питания измерительных устройств, находящихся под высоким потенциалом. Принцип работы основан на регулировании тока в нагрузке, подключаемой к катушке индуктивности, помещенной в магнитное поле провода с током. Полученное техническое решение может использоваться при построении автономных измерительных устройств с небольшой потребляемой мощностью. Устройство предполагает использование катушки индуктивности, размещенной на замкнутом или разомкнутом сердечнике и помещенной в магнитное поле высоковольтной линии. Такую конструкцию можно считать, трансформатором тока, который необходимо дооснастить схемой регулирования, обеспечивающей неизменность входного параметра источника питания (тока или напряжения) при различном токе в линии. Устройство содержит источник тока (катушка, внесенная в магнитное поле), согласующий трансформатор тока с первичной обмоткой 3 и вторичной обмоткой. В состав устройства также входят диод, блок выпрямления, датчик напряжения, накопительный конденсатор, ключ (элемент шунтирования), компаратор, резисторы и источник опорного напряжения. Нагрузка подключена параллельно накопительному конденсатору. Источником тока служит магнитное поле, существующее вокруг провода с током. Вследствие того, что частота коммутации во много раз больше частоты тока в линии, амплитуда пульсаций напряжения и тока в нагрузке меньше. За счет этого и повышается качество регулирования. В описанном источнике одна и та же вторичная обмотка применяется как для отбора мощности, так и для управления процессом отбора, что упрощает исполнение устройства по сравнению с аналогами. Кроме этого, в устройстве можно использовать конденсаторы небольшой емкости и, следовательно, малых габаритов. Пороговые значения выбираются исходя из требуемой величины пульсаций выходного напряжения. Величина пульсаций не зависит от тока нагрузки, емкости накопительного конденсатора и может быть задана разработчиком. При изменении тока нагрузки и емкости конденсатора изменяется только частота коммутации тока вторичной обмотки трансформатора тока. В конечном счете величина пульсаций определяется гистерезисом компаратора. К магнитному материалу сердечника-концентратора предъявляются следующие требования. Магнитный материал должен легко намагничиваться и размагничиваться, иметь узкую петлю гистерезиса, малую коэрцитивную силу, иметь большие μ и μ. Этим требованиям удовлетворяют пермаллои. Магнитный материал должен обладать большой индукцией насыщения, т.е. обеспечивать прохождение максимального магнитного потока через заданную площадь поперечного сечения магнитопровода (при этом уменьшаются габариты и масса устройств питания). Магнитный материал должен иметь возможно меньшую мощность потерь (Виноградов А.Б. Устройство отбора мощности от линии электропередачи для питания измерительных устройств. Статья в журнале «Вестник Ульяновского государственного технического университета», №4 (16), 2001 год, стр. 96-101. Издатель - Ульяновский государственный технический университет).
Из зарубежной патентной документации известна высоковольтная кабельная система для использования в сочетании с бесконтактным устройством зарядки аккумулятора и питает подобные объекты. Бесконтактное устройство включает в себя первичный преобразователь мощности, соединенный с источником питания, и вторичный преобразователь мощности, соединенный с аккумулятором. Первичный и вторичный преобразователи мощности подключены посредством коаксиального силового кабеля. Изолирующий трансформатор соединен между выходом первичного преобразователя мощности и коаксиальным силовым кабелем. Этот трансформатор позволяет подключать один из двух выходов первичного преобразователя мощности к потенциалу заземления. Изолирующий трансформатор повышает безопасность и уменьшает электромагнитные помехи (EMI) при подключении питания к вторичному преобразователю мощности. Он позволяет использовать ступенчатый уровень напряжения, который должен использоваться в основном преобразователе мощности, что уменьшает количество тока в коаксиальном силовом кабеле, требуемом для подачи питания на вторичный преобразователь. Это позволяет значительно повысить мощность заряда с использованием коаксиального силового кабеля достаточного размера (US 5568036, 22.10.1996).
Из патентной документации РФ известен вторичный источник питания с отбором мощности от фазного провода линии электропередачи высокого напряжения промышленной частоты, содержащий замкнутый магнитопровод, на котором размешена обмотка и в центральное отверстие которого пропущен фазный провод, преобразователь-регулятор напряжения, к выходным зажимам которого подключена нагрузка, отличающийся тем, что снабжен замкнутыми дополнительными магнитопроводами с размещенной на каждом из них дополнительной обмоткой, а в центральное отверстие каждого замкнутого дополнительного магнитопровода пропущен фазный провод, и неполярными конденсаторами, число которых на один больше числа замкнутых дополнительных магнитопроводов, обмотка и каждая дополнительная обмотка выполнены с числом витков W, которое определяется соотношением
ср
где U - действующее значение выходного напряжения первичного преобразователя в режиме холостого хода, l - средняя линия замкнутого магнитопровода, S - поперечное сечение магнитопровода, k - производная линейного участка основной кривой намагничивания материала магнитопровода, I - минимальное значение силы тока в фазном проводе, выходные зажимы обмотки и каждой дополнительной обмотки подключены параллельно к входным зажимам преобразователя-регулятора напряжения каждая через последовательно включенный неполярный конденсатор, причем емкость неполярного конденсатора определяет реактивное сопротивление на частоте фазного тока, равное по модулю реактивному сопротивлению обмотки, и каждой дополнительной обмотки на основной частоте фазного тока в фазном проводе, и, кроме того, к выводу конденсатора присоединяются одноименные с точки зрения начала и направления намотки зажимы обмотки и дополнительных обмоток (RU 120519 U1, Н02Н 3/08, 20.09.2012).
Известно устройство отбора мощности из высоковольтной сети, содержащее высоковольтный конденсатор, низковольтный конденсатор, трансформатор, согласующий реактор, отличающееся тем, что высоковольтный конденсатор и первичная обмотка трансформатора подключены к высоковольтной сети последовательно, согласующий реактор подключен последовательно нагрузке, а низковольтный конденсатор подключен непосредственно на нагрузку (RU 151805 U1, Н02М 5/12, 20.04.2015).
Известен вторичный источник бесперебойного питания с отбором мощности от тока фазного провода, содержащий первичный преобразователь, выпрямительный диодный мост с сглаживающей емкостью, выходные зажимы которого подключены к входным зажимам стабилизатора напряжения, выполненного по схеме DC-DC конвертора, а выходные зажимы DC-DC конвертора подключены к включенным параллельно нагрузке источника питания и аккумуляторной батарее, отличающийся тем, что он снабжен неполярным конденсатором, первичный преобразователь выполнен в виде незамкнутого магнитопровода, образованного n размещенными параллельно протяженными пластинами из трансформаторной стали толщиной d, установленными одна на другой и изолированными друг от друга, число n - целое число и определяет поперечное сечение S≈n×d незамкнутого магитопровода, на котором расположена многовитковая проводящая обмотка, соединенная последовательно с неполярным конденсатором и подключенная к входным зажимам выпрямительного диодного моста, причем емкость неполярного конденсатора определяет реактивное сопротивление на частоте фазного тока, равное по модулю реактивному сопротивлению многовитковой проводящей обмотки, незамкнутый магнитопровод размещен на удалении h от фазного провода, которое определяется формулой:
,
0
r
в
где ω - круговая частота тока в проводе; μμ - магнитная проницаемость материала магнитопровода; S - площадь поперечного сечения незамкнутого магнитопровода; I - сила тока в фазном проводе; s - площадь поперечного сечения провода многовитковой проводящей обмотки; σ - проводимость провода многовитковой проводящей обмотки; W - число витков провода многовитковой проводящей обмотки; l - длина одного витка провода многовитковой проводящей обмотки; Р - мощность вторичного источника бесперебойного питания; α - угол между направлением продольной оси незамкнутого магнитопровода и направлением касательной к окружности, которая проходит через точку положения центра симметрии незамкнутого магнитопровода, центр которой на оси провода и которая лежит в плоскости, перпендикулярной оси провода (RU 2414034, H02J 3/00, 10.03.2011).
Система отбора мощности от токов фазных проводов трехфазной линии передачи высокого напряжения, содержащая первичный преобразователь, выпрямительный диодный мост с сглаживающей емкостью, выходные зажимы которого подключены к входным зажимам стабилизатора напряжения, выполненного по схеме DC-DC конвертора, а выходные зажимы DC-DC конвертора подключены к ^включенным параллельно нагрузке источника питания и аккумуляторной батарее, отличающаяся тем, что снабжена одноцепной опорой с поперечной траверсой, отрезком коаксиального кабеля, который соединяет выход первичного преобразователя с входом выпрямительного диодного моста, трехфазная линия передачи установлена на одноцепных опорах с поперечной траверсой, первичный преобразователь выполнен в виде многовитковой катушки из изолированного медного провода, которая закреплена на изоляторе на одноцепной опоре высоковольтной трехфазной линии передачи ниже поперечной траверсы одноцепной опоры в точке пересечения дуги окружности, которая описана вокруг центра в точке половины расстояния между фазными проводами вдоль поперечной траверсы одноцепной опоры и вертикалью, проведенной из точки пересечения вертикальной части опоры и поперечной траверсы, причем продольная ось многовитковой катушки направлена на фазный провод, более отдаленный от точки, в которой закреплена многовитковая катушка, и продольная ось перпендикулярна направлению на второй - менее удаленный от многовитковой катушки фазный провод, из точки, в которой закреплена многовитковая катушка. Выпрямительный диодный мост с сглаживающей емкостью, стабилизатор напряжения, выполненный по схеме DC-DC конвертора, нагрузка источника питания и аккумуляторная батарея расположены на земле у одноцепной опоры, а внешняя оболочка коаксиального кабеля присоединена к металлическим частям одноцепной опоры (RU 2414035 C1, H02J3/00, 10.03.2011).
Известен преобразователь электроэнергии, содержащий трансформатор тока, первичная обмотка которого включена между источником энергии и его нагрузкой, а вторичная обмотка через выпрямитель соединена с конденсатором и нагрузкой преобразователя, отличающийся тем, что в него введены два тиристора, которые подключены встречно-параллельно к вторичной обмотке трансформатора тока, а управляющий электрод каждого из них соединен с анодом через включенные последовательно диод и стабилитрон. Вторичная обмотка трансформатора тока соединена с источником энергии через последовательно включенные конденсатор и резистор (RU 2326479 C1,H02H 3/08 10.06.2008). Недостатками указанного известного устройства является большая масса и габариты. Эти недостатки обусловлены тем, что при малых токах фазного провода создаваемое им магнитное поле также мало, и магнитный поток в магнитопроводе трансформатора недостаточен для эффективного отбора мощности.
Из патентной документации известен также способ выбора величины емкости неполярного конденсатора, в котором предусмотрен источник питания с отбором мощности от фазного провода линии электропередачи высокого напряжения промышленной частоты, причем в устройстве для реализации способа содержится первичный преобразователь, который образован замкнутым магнитопроводом, на котором размещена вторичная обмотка, при этом в центральное отверстие замкнутого магнитопровода пропущен фазный провод, зажимы вторичной обмотки образуют выходные зажимы первичного преобразователя, также устройство имеет преобразователь-регулятор напряжения, к выходным зажимам которого подключена нагрузка, причем устройство снабжено неполярным конденсатором, вторичная обмотка первичного преобразователя выполнена с числом витков W, которое определяется соотношением
,
ср
где U - действующее значение выходного напряжения первичного преобразователя в режиме холостого хода, l - средняя линия замкнутого магнитопровода, S - поперечное сечение магнитопровода, k - производная линейного участка основной кривой намагничивания материала магнитопровода, I - минимальное значение силы тока в фазном проводе, выходные зажимы вторичной обмотки подключены к входным зажимам преобразователя-регулятора напряжения через последовательно включенный неполярный конденсатор, причем емкость неполярного конденсатора определяет реактивное сопротивление на частоте фазного тока, равное по модулю реактивному сопротивлению вторичной обмотки на основной частоте фазного тока в фазном проводе (RU 2483409 C1, 27.05.2013).
Близким к представленному в данном описании техническому решению является устройство для бесперебойного питания с отбором мощности от тока фазного провода - вторичный источник питания с отбором мощности от тока фазного провода, - содержащий первичный преобразователь, который образован кольцевым магнитопроводом, замкнутым вокруг фазного провода, на котором размещена вторичная обмотка, выходные зажимы которой образуют выходные зажимы первичного преобразователя, выпрямительный диодный мост, сглаживающий конденсатор, преобразователь-стабилизатор напряжения, выполненный по схеме DC-DC конвертора, выходные зажимы DC-DC конвертора подключены к нагрузке источника питания, и аккумуляторную батарею. Данное устройство снабжено неполярным конденсатором, разрядником газовым, стабилизатором напряжения, ограничителем тока, токовым шунтом для контроля тока аккумуляторной батареи, токовым шунтом для контроля тока нагрузки, диодом автоматического подключения аккумуляторной батареи, аналого-цифровым преобразователем контроля напряжения аккумуляторной батареи, аналого-цифровым преобразователем контроля тока аккумуляторной батареи, аналого-цифровым преобразователем контроля напряжения нагрузки, аналого-цифровым преобразователем контроля тока нагрузки, аналого-цифровым преобразователем контроля напряжения сглаживающего конденсатора, при этом вторичная обмотка содержит число витков, соответствующее соотношению
,
ср
min
где U - действующее значение выходного напряжения первичного преобразователя в режиме холостого хода, l - средняя линия кольцевого магнитопровода, S - поперечное сечение кольцевого магнитопровода, k - производная линейного участка основной кривой намагничивания материала кольцевого магнитопровода с размерность , I - минимальное значение силы тока в фазном проводе, вторичная обмотка и неполярный конденсатор образуют последовательную цепь, подключенную к входу выпрямительного диодного моста, параллельно зажимам которого включен разрядник газовый, параллельно выходным зажимам выпрямительного диодного моста включен стабилизатор напряжения, один из выходных зажимов выпрямительного диодного моста соединен с входом ограничителя тока, выход которого присоединен к одним концам включенных параллельно входов зарядного устройства, преобразователя-стабилизатора напряжения и сглаживающего конденсатора, второй из выходных зажимов выпрямительного диодного моста присоединен к другим концам включенных параллельно входов зарядного устройства, преобразователя-стабилизатора напряжения и сглаживающего конденсатора, выходной зажим положительного потенциала зарядного устройства присоединен к положительному зажиму аккумуляторной батареи, к которому присоединен и один из зажимов входа аналого-цифрового преобразователя контроля напряжения аккумуляторной батареи и положительный вывод диода автоматического подключения аккумуляторной батареи, другой зажим аналого-цифрового преобразователя контроля напряжения аккумуляторной батареи присоединен к общей точке - массе вторичного источника питания, отрицательный вывод диода автоматического подключения аккумуляторной батареи присоединен к положительному зажиму входа зарядного устройства, отрицательный зажим аккумуляторной батареи через последовательно включенный токовый шунт для контроля тока аккумуляторной батареи присоединен к массе вторичного источника питания, параллельно токовому шунту для контроля тока аккумуляторной батареи подключен вход аналого-цифрового преобразователя контроля тока аккумуляторной батареи, параллельно зажимам сглаживающего конденсатора присоединены зажимы аналого-цифрового преобразователя контроля напряжения сглаживающего конденсатора, выходной зажим преобразователя-стабилизатора напряжения с положительным потенциалом присоединен к первому зажиму нагрузки и к одному из зажимов входа аналого-цифрового преобразователя контроля напряжения нагрузки, другой из зажимов которого присоединен к массе вторичного источника питания, выходной зажим преобразователя-стабилизатора напряжения с отрицательным потенциалом присоединен к концу токового шунта для контроля тока нагрузки, другой конец которого присоединен ко второму зажиму нагрузки и к одному из зажимов входа аналого-цифрового преобразователя контроля тока нагрузки, другой из зажимов которого присоединен к массе вторичного источника питания (RU 2496204 C1, 20.10.2013).
Устройство по патенту RU 2496204 является сравнительно сложным, при этом наличие настроенного в резонанс LC контура в этом устройстве приводит к возникновению резонансных импульсных воздействий тока и напряжения на элементы устройства, включая условия при рабочих номинальных токах в фазном проводе, что требует защиты устройств или повышения номинальных параметров устройств. Поскольку величина максимально возможной отводимой мощности зависит от величины выпрямленного напряжения на полярном конденсаторе, то это снижает эффективность отбора мощности при малых токах в проводе. При этом магнитная вебер-амперная характеристика магнитопровода не линейна, она зависит от множества факторов и может меняться с течением времени, что затрудняет подбор конденсатора для создания режима резонанса. В результате отбор активной мощности снижается относительно расчетной величины, что снижает эффективность работы этих устройств.
Техническим результатом полезной модели, представленной в данном описании, является повышение эффективности отбираемой активной мощности с возможностью ее регулирования без рассеяния электроэнергии.
Технический результат получен устройством токового отбора мощности, которое характеризуется тем, что оно содержит магнитопровод с каналом под размещаемый в нем фазный провод, намотанную на магнитопровод вторичную обмотку, к выводам которой параллельно подключены короткозамыкатели, к которым через дроссель подключен управляемый транзисторный преобразователь с выводами постоянного тока, к которым подключен полярный конденсатор и DC-DC преобразователь, при этом выводы DC-DC преобразователя подключены к вводам питания модуля управления, а также к соединенным между собой потребителю мощности и источнику бесперебойного питания, причем управляемый транзисторный преобразователь подключен к модулю управления.
Магнитопровод, вторичная обмотка, короткозамыкатели, управляемый транзисторный преобразователь с дросселем, полярный конденсатор, DC-DC преобразователь, модуль управления, потребитель и источник бесперебойного питания размещены в разъемном корпусе.
Магнитопровод выполнен разрезным из двух соединенных между собой частей. Дроссель включает две обмотки, расположенные на одном сердечнике.
Такое выполнение устройства путем исключения резонансных контуров обеспечивает токовый отбор мощности без рассеяния электроэнергии на резистивных элементах и без резонансных воздействий тока и напряжения на элементы устройства, что достигается совокупностью признаков устройства, в котором использован управляемый транзисторный преобразователь.
Представленное в данном описаний устройство поясняется нижеизложенным описанием и прилагаемыми к нему поясняющими схемами, на которых на фиг. 1 показана функциональная схема устройства токового отбора мощности; на фиг. 2 - схема замещения. При этом на фиг. 1 показаны позициями: 1 - фазный провод с первичным током; 2 - магнитопровод; 3 - вторичная обмотка; 4 - короткозамыкатели для защиты от сверхтоков в первичном фазном проводе; 5 - дроссель; 6 - управляемый транзисторный преобразователь; 7 - полярный конденсатор; 8 - DC-DC преобразователь; 9 - модуль управления; 10 - потребитель тока; 11 - источник бесперебойного питания; 12 - разъемный корпус устройства, состоящий из двух частей.
Буквенными обозначениями на фиг. 2 показаны:
J - первичный ток;
2
I - ток вторичной обмотки;
2
L - индуктивность вторичной обмотки;
2
R - активное сопротивление вторичной обмотки;
2
w -число витков вторичной обмотки;
М - взаимная индуктивность первичного провода и вторичной обмотки;
2
Е - формируемое управляемым транзисторным преобразователем напряжение.
2
2
Фазный провод 1, магнитопровод 2 и вторичная обмотка 3 с числом витков w, на схеме замещения (фиг. 2) показаны условно источником тока J и двумя катушками индуктивности с взаимной индуктивностью М. Совокупность элементов 4-11, показанные на фиг.1, представляют собой источник ЭДС E (фиг. 2).
Устройство токового отбора мощности (фиг. 1) содержит расположенный на фазном проводе 1 разъемный магнитопровод 2 с каналом под размещаемый в нем фазный провод 1, при этом на магнитопровод 2 намотана вторичная обмотка 3, к выводам которой параллельно подключены короткозамыкатели 4. Магнитопровод 2 выполнен разрезным из двух частей так, как это условно показано на схеме. Устройство содержит дроссель 5, выполненный из сердечника с намотанными на нем двумя обмотками.
Управляемый транзисторный преобразователь 6 по стороне переменного тока последовательно соединен с дросселем 5, при этом к выводам постоянного тока транзисторного преобразователя подключен полярный конденсатор 7 и DC-DC преобразователь 8. Вторичные выводы DC-DC преобразователя подключены к вводам питания модуля управления 9 и потребителю 10, электрически соединенным с источником 11 бесперебойного питания.
Модуль управления 9 предназначен для формирования сигналов управления транзисторами преобразователя 6. В работе модуль управления 9 регулирует величину амплитуды и фазы напряжения, формируемого управляемым транзисторным преобразователем на вторичной обмотке магнитопровода, что позволяет регулировать ее величину и достичь эффективный отбор мощности.
Указанные элементы 2-11 устройства, в частности, магнитопровод, вторичная обмотка, короткозамыкатели, управляемый транзисторный преобразователь с дросселем, полярный конденсатор, DC-DC преобразователь, модуль управления, потребитель с источником бесперебойного питания размещены в разъемном корпусе 12, состоящем из двух соединенных частей. Части корпуса 12 и части магнитопровода 2 расположены на одной прямой линии разъема устройства. В этой связи механическая часть устройства представляет собой разъемный корпус 12, с разъемными частями которого соединены разъемные части магнитопровода.
Каждый элемент, приведенный на схеме (фиг. 1) выбран из стандартных изделий, выпускаемых в широком диапазоне номинальных параметров. Выбор величин параметров элементов определен условиями применения устройства токового отбора мощности.
Работает устройство следующим образом. Располагают фазный провод 1 в канале магнитопровода 2, для чего разводят в стороны части корпуса и части магнитопровда и вводят в канал магнитопровода фазный провод 1 так, как это показано на фиг. 1.
В нормальном режиме работы устройства первичный ток фазного провода 1 создает магнитный поток в магнитопроводе 2, который индуцирует переменное напряжение на вторичной обмотке 3 магнитопровода 2, что приводит к появлению тока в контуре: вторичная обмотка 3 - дроссель 5 и управляемый транзисторный преобразователь 6.
Модуль управления 9, получая данные измерения напряжения на полярном конденсаторе 7 и тока в дросселе 5, формирует сигналы управления транзисторами управляемого транзисторного преобразователя 6. Последний формирует на своих выводах переменного тока напряжение, необходимое для обеспечения питания потребителя 10 и модуля управления 9, для компенсации потерь мощности в элементах устройства, а также для подзарядки аккумуляторов источника бесперебойного питания 11. При работе устройства дроссель 5 ограничивает ток управляемого транзисторного преобразователя 6 в случае насыщении магнитопровода 2. DC-DC преобразователь 8 преобразует напряжение постоянного тока на полярном конденсаторе 7 в стабилизированное постоянное напряжение другой величины, которое необходимо для работы потребителя 10 и модуля управления 9.
При отсутствии тока в фазном проводе 1 отбор мощности невозможен, и питание потребителя 10 осуществляется за счет источника 11 бесперебойного питания. При аварийном кратковременном увеличении первичного тока фазного провода 1 происходит увеличение индуцируемого напряжения на выводах вторичной обмотки 3, что приводит к срабатыванию короткозамыкателей 4 и обеспечивает защиту элементов устройства токового отбора мощности.
Устройство токового отбора мощности применимо в заданном диапазоне рабочих первичных токов, при наличии кратковременных аварийных первичных токов, превышающих рабочий диапазон, при первичном токе, равном нулю. Эффективность работы устройства токового отбора определяется возможностью обеспечения питания потребителя при малых токах в фазном проводе.
2
2
2
2
m
2
Устройство обеспечивает максимально возможную отбираемую мощность при заданном токе фазного провода и заданных параметрах магнитопровода. При малом синусоидальном токе частотой 50 Гц в фазном проводе 1 величиной несколько ампер, магнитопровод не насыщен, и для параметров вторичной обмотки справедливо соотношение . Тогда вторичный ток будет равен . Из этого выражения видно, что при заданном действующем значении ЭДС Е, максимальное значение отбираемой от проводника мощности будет достигаться при равенстве фазы ЭДС и фазы первичного тока. Величина отбираемой мощности будет пропорциональна величине Е, которая ограничена точкой насыщения магнитопровода. При равенстве фаз Е и J и максимально возможной величине E, не приводящей к насыщению магнитопровода, величина отбираемой активной мощности будет максимальна и равна , где ω - круговая частота напряжения сети, S - сечение магнитопровода, В - индукция насыщения магнитопровода. В общем случае при отличии формы тока в проводе от синусоидальной, ЭДС также должна быть несинусоидальной. Изменением величины Е можно регулировать величину отбираемой от провода мощности и менять направление передачи энергии.
Технический результат - повышение эффективности отбираемой активной мощности с возможностью ее регулирования без рассеяния электроэнергии достигнут устройством, обеспечивающем возможность формирования напряжения на вторичной обмотке, что достигается за счет применения управляемого транзисторного преобразователя и регулирования величины отбираемой мощности. Это позволяет отбирать максимально возможную мощность при заданных параметрах магнитопровода и заданной величине тока фазного провода.