Багатофазні імпульсні перетворювачі постійної напруги із ШІМ-регулюванням при асиметрії електричних процесів

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ЗВ'ЯЗКУ ІМ. О.С. ПОПОВА

БАГАТОФАЗНІ ІМПУЛЬСНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ПОСТІЙНОЇ НАПРУГИ З ШІМ-РЕГУЛЮВАННЯМ ПРИ АСИМЕТРІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ ПРОЦЕСІВ

05.12.13 - радіотехнічні пристрої та засоби телекомунікацій

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Грабовий Олександр Анатолійович

УДК 621.362.2

Одеса - 2011

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеській національній академії зв'язку ім. О.С. Попова

Міністерства транспорту та зв'язку України

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор

Кадацький Анатолій Федорович,

Одеська національна академія зв'язку

ім. О.С. Попова

Міністерства транспорту та зв'язку України,

завідувач кафедри безпеки виробничих процесів

та електроживлення систем зв'язку

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Рудий Євген Михайлович,

Одеська національна академія зв'язку

ім. О.С. Попова

Міністерства транспорту та зв'язку України

професор кафедри інформаційної безпеки

та передачі даних

доктор технічних наук

Пелішок Володимир Олексійович,

Національний університет «Львівська

політехніка»

Міністерства освіти і науки, молоді

та спорту України,

професор кафедри телекомунікації

Захист відбудеться 24 червня 2011 р. о 11.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.816.02 в Одеській національній академії зв'язку ім. О.С. Попова за адресою: 65029, м. Одеса, вул. Ковальська, 1, ауд. 223.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеської національної академії зв'язку ім. О.С. Попова за адресою: 65029, м. Одеса, вул. Ковальська, 1.

Автореферат розісланий 23 травня 2011 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 41.816.02,

д.т.н., професор А.Г. Ложковський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Основним завданням радіотехнічних пристроїв і засобів телекомунікацій є надання якісних і надійних інформаційних послуг. Це неможливо без якісних і надійних перетворювачів електричної енергії (ПЕЕ) - пристроїв і систем електроживлення, які є складовою частиною зазначених засобів.

Широке впровадження мікросхем привело до того, що вага і габарити радіоелектронної апаратури (РЕА) різко зменшилися. Відносні ж об'єм і маса ПЕЕ можуть досягати до 80% загального об'єму і маси РЕА. Створення ефективних (економічних, надійних, малогабаритних) ПЕЕ, використовуваних в радіотехнічних пристроях і засобах телекомунікацій, перетворилося в даний час на важливу науково-технічну задачу.

Для перетворення і регулювання електричної енергії в ПЕЕ широко використовується імпульсний метод. Це дозволяє створювати ПЕЕ з більшою питомою потужністю і високим коефіцієнтом корисної дії (ККД).

Наявність функціонально-необхідних реактивних елементів при імпульсному методі перетворенні утрудняє зменшення масогабаритних показників ПЕЕ. Зменшення маси і об'єму реактивних елементів досягається підвищенням робочої частоти. Але це призводить до збільшення частотних втрат і завад.

Вирішення зазначеного протиріччя між масогабаритними і енергетичними показниками імпульсних ПЕЕ досягається переходом до багатофазного принципу перетворення електроенергії. В цьому випадку один імпульсний процес перетворення електричної енергії розбивається на декілька N процесів. Ці процеси зміщуються в часі відносно один одного і підсумовуються в загальних колах їх протікання. При цьому модульна структура побудови таких імпульсних ПЕЕ - багатофазних імпульсних перетворювачів (БІП), виконаних з N паралельно включених однотипних взаємозамінних перетворювачів постійної напруги (ППН) - силових каналів (СК), має такі позитивні властивості: підвищені здатність навантаження силових комутуючих елементів і ПЕЕ в цілому, ККД, надійність, технологічність.

Багатофазний принцип перетворення електричної енергії при цьому забезпечує можливість зменшення об'єму і маси силових згладжувальних фільтрів без збільшення частоти перетворення.

Ефективність фільтрації змінної складової в БІП залежить від симетрії електричних процесів СК - від ідентичності електричних процесів в окремо взятих СК і їх рівномірного зміщення в часі відносно один одного. Однак забезпечення симетричних електричних процесів в реальних умовах утруднене із-за технологічного розкиду параметрів елементів і дії різних дестабілізуючих факторів: температури, вологості тощо.

У роботах Аравіна М.С., Букрєєва С. С., Кадацького А.Ф., Комарова М.С., Мелешина В.І., Шуваєва Ю.Н., Юрченко А.І. розглянуті основні теоретичні питання і проблеми практичної реалізації БІП, які підтверджують їх значні переваги в порівнянні з однофазними імпульсними перетворювачами (ОІП). Проте у вказаних публікаціях, в основному, наведені результати дослідження БІП у

разі симетричних електричних процесів.

Далекі від завершення дослідження БІП при асиметрії електричних процесів. Це перешкоджає широкому використанню на практиці БІП.

На сьогодні відсутні математичні моделі, що описують електричні процеси при асиметрії; відсутні методики дослідження БІП із силовими каналами різного типа виконання, що працюють в різних режимах струмів дроселів при асиметрії електричних процесів; не повністю вирішене питання про програмне забезпечення, що дозволяє автоматизувати процес дослідження при аналізі і проектуванні БІП; відсутні систематизовані результати досліджень при асиметрії електричних процесів.

Отже, розробка методів аналізу, математичного і програмного забезпечення, що одночасно описує різні схемотехнічні рішення і режими їх роботи при асиметрії електричних процесів, яке дозволяє використовувати ЕОМ для вирішення завдань аналізу і проектування пристроїв і систем із багатофазним принципом перетворення електроенергії, є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи відповідає основним напрямкам розвитку науки та техніки, що сформульовані у Законі України «Про телекомунікації» (ст. 6. п. 7) і у Законі України «Про пріоритетні напрями розвитку науки і техніки» (ст. 7, п. 6.). Поставлені та вирішені в дисертації задачі тісно пов'язані з проблемами, сформульованими в «Концепції розвитку ВАТ «Укртелеком» до 2010 р.» (п. 4.3.4). Дисертаційна робота відповідає основним напрямкам науково-дослідних робіт, які проводяться на кафедрі Безпеки виробничих процесів та електроживлення систем зв'язку Одеської національної академії зв'язку ім. О.С. Попова. Результати роботи представлені у звітах держбюджетних НДР «Теорія та проектування багатофазних імпульсних перетворювачів постійної напруги для пристроїв електроживлення телекомунікаційних систем», «Розробка проекту концепції розвитку ВАТ «Укртелеком» до 2010 року» (НДР № 423-1822, державний реєстраційний номер 0105U007417, 2005 р.).

Мета дисертаційної роботи полягає в розвитку теорії БІП при асиметрії електричних процесів, включаючи вдосконалення методів аналізу, розрахунку і проектування БІП, включаючи аналіз і виявлення специфічних особливостей електричних процесів; розробку математичних моделей; розробку математичного і програмного забезпечення; розробку методики автоматизованого проектування БІП з покращеними масогабаритними показниками.

Для досягнення мети в дисертації вирішувалися такі основні завдання:

1. Аналіз засобів електроживлення радіотехнічних і телекомунікаційних пристроїв; виявлення шляхів підвищення техніко-економічних показників ПЕЕ

2. Аналіз існуючих методів аналізу електричних процесів імпульсних ПЕЕ, їх узагальнення, систематизація і розвиток.

3. Аналіз електричних процесів БІП при симетрії і асиметрії електричних процесів в силових каналах.

4. Аналіз існуючих математичних моделей електричних процесів імпульсних ППН, їх узагальнення і систематизація, розробка математичних моделей електричних процесів імпульсних ППН модульної структури, що враховують розкид (технологічний, температурний тощо) параметрів елементів СК.

5. Розробка методик і програмного забезпечення для дослідження перетворювачів постійної напруги модульної структури з ШІМ-регулюванням при асиметрії електричних процесів.

6. Дослідження електричних процесів і енергетичних параметрів імпульсних перетворювачів постійної напруги з ШІМ-регулюванням із СК знижуючого, підвищуючого та інвертуючого типів при асиметрії електричних процесів.

7. Аналіз шляхів технічної реалізації БІП, включаючи обґрунтування раціональних структур побудови силової частини і схем керування.

8. Розробка методики автоматизованого проектування БІП з урахуванням асиметрії електричних процесів.

Об'єкт дослідження - асиметричні електричні процеси перетворювачів постійної напруги модульної структури з широтно-імпульсним методом (ШІМ) регулювання з СК знижуючого, підвищуючого та інвертуючого типів.

Предмет дослідження - математичні моделі, методи, методики і алгоритми дослідження при симетрії і асиметрії електричних процесів і енергетичних параметрів однофазних і багатофазних імпульсних перетворювачів.

Методи дослідження - методи теорії електричних кіл при аналізі режимів роботи і дослідженні електричних процесів в БІП і при розробці математичних моделей; - методи цифрового моделювання при оцінці достовірності математичних моделей електричних процесів ППН, при розробці алгоритмів; - окремі положення теорії оптимізації при розробці методики проектування БІП.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в наступному.

1. Отримав подальший розвиток метод аналізу електричних процесів багатофазних імпульсних перетворювачів постійної напруги з ШІМ-регулюванням, заснований на розбитті сумарного електричного процесу на групи і виборі у якості базових параметрів - кількості дроселів, що об'єднуються в групи залежно від накопичення, повернення і нульового рівня електричної енергії:

- запропоновані додаткові базові параметри - додаткові часові зміщення електричних процесів СК (і відносні часові зміщення, що їх характеризують) відносно часових зміщень процесів СК симетричного режиму функціонування БІП.

Розширення кількості параметрів, що характеризують імпульсні процеси в БІП з використанням додаткових базових параметрів дозволяє з єдиних позицій проводити аналіз різних типів БІП при розривному і граничному режимах роботи як при симетрії, так і при асиметрії електричних процесів.

2. Обґрунтовані і розроблені математичні моделі при симетрії і асиметрії електричних процесів перетворювачів постійної напруги модульної структури з однофазним і багатофазним принципами перетворення і регулювання електричної енергії, що дозволяють проводити необхідний комплекс розрахунків при рішенні задач дослідження і проектування, кінцевою метою яких є створення засобів електроживлення із заданими показниками якості вихідної напруги:

- вперше отримані дві математичні моделі для рівномірно і нерівномірно зміщених в часі ідентичних електричних процесів силових каналів при розривних струмах силових дроселів, зручні для інженерних розрахунків: одна - на основі використання відомого методу аналізу, інша - на основі методу, що отримав розвиток в даній роботі;

- обґрунтована математична модель електричних процесів імпульсних ППН модульної структури з однофазним і багатофазним принципами перетворення, узагальнена до типу силового каналу, режиму роботи, зручна для використання ЕОМ, заснована на виборі у якості вихідних базових параметрів: параметрів струму дроселя згладжуючого фільтру окремо взятого k-го СК і параметра поточного часу k-го СК.

3. Отримав подальший розвиток метод дослідження електричних процесів ППН модульної структури з ШІМ-регулюванням: - запропонований метод моделювання часових залежностей, заснований на розрахунку струмів в елементах ППН у околицях точок, які характеризують зміну стану електричного процесу СК, що дозволяє значно скоротити час розрахунків.

4. Отримали подальший розвиток методи дослідження електричних процесів імпульсних перетворювачів модульної структури з силовими каналами знижуючого, підвищуючого та інвертуючого типів, з однофазним і багатофазним принципами перетворення при симетрії і асиметрії електричних процесів:

- вперше отримані залежності показників якості фільтруючих властивостей імпульсних перетворювачів при асиметрії електричних процесів - при відхиленнях струмів навантаження, часових зміщень електричних процесів і індуктивностей дроселів згладжуючих фільтрів силових каналів;

- виявлено, що при однакових відхиленнях струмів навантаження і індуктивностей дроселів згладжуючих фільтрів силових каналів від значень, відповідних симетричному режиму функціонування БІП, вплив на фільтруючі властивості БІП різний - при зменшеннях струмів навантаження і індуктивностей він більше, ніж при збільшеннях;

- виявлено, що і збільшення, і зменшення часових зміщень електричних процесів на однакову величину відхилення від часових зміщень процесів симетричного режиму функціонування БІП призводить до однакового погіршення фільтруючих властивостей БІП.

5. Отримали подальший розвиток принципи схемотехнічної реалізації БІП, з активною корекцією коефіцієнта потужності з ШІМ-регулюванням:

- обґрунтовано використання багатофазного принципу перетворення електричної енергії в активних коректорах коефіцієнта потужності (АККП).

Практичне значення отриманих результатів.

1. Обґрунтовані і розроблені математичні моделі електричних процесів ППН мають практичну цінність: орієнтовані на широке використання ЕОМ; зручні при виконанні досліджень; поширюються на багатофазний і однофазний принципи перетворення електроенергії, на різні типи СК; забезпечують ефективні розрахунки електричних процесів при значному скороченні витрат часу ЕОМ в порівнянні з моделями інших авторів. Розроблені математичні моделі, зокрема, зручні і для використання в інженерній практиці.

2. Запропонований метод моделювання дозволяє легко врахувати вплив параметрів елементів схеми, їх відхилень на характер залежностей і отримати недосяжні за допомогою відомих математичних моделей результати у вигляді кількісних оцінок, графіків, таблиць і розроблених на їх основі методик вибору параметрів електричних процесів і елементів силових каналів і схем управління. Розроблені алгоритми і програмні модулі, що становлять обчислювальну основу запропонованого методу дослідження БІП, відрізняються компактністю процедур, можливістю вирішувати різні задачі аналізу.

3. Запропоновані оригінальні способи технічної реалізації пристроїв АККП і зменшення динамічних втрат з багатофазним принципом перетворення електричної енергії. Ці способи допускають використання традиційних контроллерів управління АККП, що серійно випускаються, з однофазним принципом перетворення, і в порівнянні з відомими забезпечують вищу ефективність.

4. Розроблена методика автоматизованого проектування імпульсних ППН модульної структури при асиметрії електричних процесів по критерію мінімального об'єму при забезпеченні заданої якості вихідної напруги.

Впровадження результатів роботи проводилося в рамках держбюджетної НДР «Теорія і проектування багатофазних імпульсних перетворювачів постійної напруги для пристроїв електроживлення телекомунікаційних систем», що виконувалася в 2002 - 2009 рр. в Одеській Національній академії зв'язку ім. О.С. Попова у вигляді математичного і програмно-алгоритмічного забезпечення для автоматизованого проектування БІП для пристроїв і систем вторинного електроживлення, переданого Львівській і Закарпатській філіям ВАТ «Укртелеком», Львівській філії підприємства «Симексбуд - Зв'язок», а також в ТОВ «Атраком», м. Київ (схемотехнічні рішення для ВОЛЗ «Київ - Луцьк»).

У актах передачі програмного забезпечення і впровадження результатів наукових досліджень, що додаються до дисертації, наголошується, що використання переданих матеріалів сприяло розробці засобів електроживлення, масогабаритні показники яких зменшені в 2-3 рази в порівнянні з традиційним виконанням. Основні наукові і практичні результати роботи впроваджені в навчальний процес ОНАЗ ім. О.С. Попова у вигляді методичних матеріалів до дипломного проектування.

Особистий внесок здобувача. Автор самостійно виконав всі теоретичні і практичні дослідження, які становлять основу дисертаційної роботи. У роботі особисто автором обґрунтовані і розроблені математичні моделі електричних процесів імпульсних ППН модульної структури. Доповнені і розширені методи аналізу і дослідження електричних процесів імпульсних перетворювачів. Розроблені алгоритми і програмне забезпечення для дослідження ППН модульної структури знижуючого, підвищуючого та інвертуючого типів.

Особистий внесок автора в спільних публікаціях полягає в наступному. В роботах [1, 5] обґрунтовано використання спеціальних пристроїв для захисту засобів телекомунікацій від перенапружень. В роботах [2, 10, 12, 13] - розробка методик дослідження і проектування, програмного забезпечення і отримання результатів дослідження. В роботі [3] - визначення основних показників засобів електроживлення при побудові прогнозів їх розвитку. В роботі [6] - формулювання принципів побудови інформаційної моделі програмного забезпечення. В роботах [7, 8] - розробка методів зменшення динамічних втрат і активної корекції коефіцієнта потужності в БІП.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень доповідалися і обговорювалися на Міжнародних науково-технічних і науково-практичних конференціях з телекомунікацій: НТК Телеком-2003, НПК "Системи і засоби передачі і обробки інформації" (ССПОІ-2002 - ССПОІ-2005), що проводиться в м. Одесі; на Міжнародній НПК «Обробка сигналів і негауссівських процесів», м. Черкаси, 2007 р.

Публікації. Основні результати дисертаційної роботи опубліковані в
13 наукових роботах, зокрема: 4 статті (3 в співавторстві) в наукових виданнях, які увійшли до переліку наукових професійних видань, затвердженого ВАК України, 9 доповідей (7 в співавторстві) в збірниках праць міжнародних науково-технічних і науково-практичних конференцій.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, висновку, списку використаних джерел і додатків. Загальний обсяг дисертаційної роботи складає 201 сторінку, з них: основний текст - 160 сторінок, 65 рисунків, 2 таблиці, список використаних джерел - 11 сторінок, 107 найменувань, 3 додатки на 30 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність і практична значущість досліджень по темі, сформульовані мета, вирішувані задачі, наукова новизна і основні положення, що виносяться на захист.

У першому розділі - «Принципи побудови пристроїв і систем електроживлення радіотехнічних пристроїв і засобів телекомунікацій» виконаний аналіз стану, принципів побудови і функціонування, тенденцій розвитку перетворювачів електричної енергії ПЕЕ.

При створенні сучасних ПЕЕ широко використовується імпульсний метод для перетворення і регулювання електроенергії, що дозволяє створювати пристрої і системи електроживлення з вищою питомою потужністю, ККД і коефіцієнтом потужності, меншими габаритами і масою.

Показано, що в пристроях і системах електроживлення радіотехнічних пристроїв і засобів телекомунікацій у якості основного функціонального елементу використовуються перетворювачі постійної напруги в постійну напругу (DC-DC перетворювачі) і при перетворюванні змінної напруги в постійну напругу, і при перетворюванні постійної напруги в змінну напругу.

Виконаний аналіз і показана тенденція розвитку засобів електроживлення з 1970-х р.р. до теперішнього часу. Показано, що прогрес у області силової перетворювальної техніки, створення потужних високочастотних силових комутуючих елементів дозволив значно підвищити частоту перетворення і питому потужність ПЕЕ. В даний час частота перетворення в ПЕЕ з ШІМ-регулюванням доведена до 250 кГц - 800 кГц, що дозволило добитися питомої потужності 200 Вт/дм3 і 200 Вт/кг при ККД 90 … 95 %.

Збільшення частоти дозволяє зменшити масогабаритні показники пристроїв і систем електроживлення і значно підвищити їх питому потужність, поліпшити і динамічні характеристики перетворювачів, досягати високої швидкодії при регулюванні електричної енергії.

Але подальше збільшення частоти перетворення, внаслідок обмежень наявної елементної бази, призводить до збільшення динамічних і частотних втрат.

Показано, що вирішення вказаного протиріччя між масогабаритними і енергетичними показниками досягається переходом в імпульсних перетворювачах модульної структури до багатофазного принципу перетворення і регулювання електричної енергії шляхом об'єднання N однакових взаємозамінних перетворювачів постійної напруги ППН - силових каналів СК. При цьому один імпульсний процес перетворення електричної енергії розбивається на N процесів, які зміщуються в часі відносно один одного і підсумовуються в загальних колах їх протікання. Модульна структура побудови таких імпульсних ПЕЕ - багатофазних імпульсних перетворювачів БІП має такі позитивні властивості: підвищені здатність навантаження силових комутуючих елементів і ПЕЕ в цілому, ККД, надійність, технологічність.

Багатофазний принцип перетворення електричної енергії при цьому забезпечує можливість зменшення об'єму і маси силових згладжуючих фільтрів без збільшення частоти перетворення.

Проте одночасно із зменшенням розмірів і маси силових згладжуючих фільтрів БІП ускладнюється схема і конструкція. Необхідність рівномірного розподілу в часі електричних процесів СК і струму навантаження між СК вимагають спеціальної схеми управління.

Розглянуті способи формування сигналів управління БІП з рівномірним часовим зміщенням, що забезпечують рівномірний розподіл струму навантаження між СК. Показано, що пристрої формування сигналів управління з часовим зміщенням можна створювати по різних схемах з використанням елементів аналогової або цифрової обчислювальної техніки. При цьому обґрунтовано, що використання цифрових методів формування сигналів управління підвищує ефективність формування рівномірно зміщених сигналів управління, в порівнянні з аналоговими методами.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Показано, що наявність технологічного розкиду параметрів елементів СК, схеми управління, а також зміни їх параметрів при діях різних дестабілізуючих чинників, призводить до порушення симетрії електричних процесів (рис. 1).

Показано, що наявність асиметрії призводить до зниження ефективності фільтрації змінної складової (рис. 1) в БІП, до збільшення її рівня. Причому це збільшення відбувається на частоті перетворення окремо взятого СК, тобто частоті в N раз нижче за частоту пульсації, відповідної ідеальному випадку у вхідних і вихідних колах БІП. Показано, що і при відхиленнях електромагнітних процесів від ідеального випадку багатофазний принцип перетворення електричної енергії зберігає переваги в порівнянні з однофазним.

У другому розділі - «Електричні процеси багатофазних імпульсних перетворювачів» виконаний аналіз, обґрунтування і розробка математичних моделей електричних процесів ППН модульної структури - з однофазним і багатофазним принципами перетворення електричної енергії.

Виконаний аналіз методів аналізу і відомих математичних моделей електричних процесів імпульсних ППН. Показано, що використання традиційних широко відомих математичних моделей електричних процесів імпульсних ППН і методів для їх отримання не ефективно. Це викликано тим, що специфіка конкретної схеми ППН і режиму роботи відображаються окремою, спеціально розробленою математичною моделлю. В результаті, із збільшенням кількості розглянутих схем, числа N працюючих паралельно (послідовно) СК і режимів їх роботи, пропорційно збільшується і кількість математичних моделей.

Обґрунтована математична модель електричних процесів імпульсних ППН модульної структури з однофазним і багатофазним принципами перетворення, узагальнена до типу силового каналу, режиму роботи (з розривним, граничним і безрозривним струмом дроселя), стабілізації і стеження, зручна для використання ЕОМ, заснована на виборі у якості вихідних базових: параметрів струму дроселя згладжуючого фільтру окремо взятого k-го СК і параметра поточного часу k-го СК.

Цей підхід є універсальним, оскільки він по відомій математичній моделі електричних процесів (струму, напруги) окремо взятого СК перетворювача з ШІМ-регулюванням дозволяє описати процеси в будь-якому k-ому СК, у вхідних і вихідних колах перетворювачів модульної структури з однофазним і багатофазним принципами функціонування, легко врахувати розкид (технологічний, температурний...) параметрів елементів, асиметрію електричних процесів.

Модель дозволяє виконати аналіз, дослідження ППН модульної структури з різним типом схемотехнічної реалізації СК, з однофазним і багатофазним принципами перетворення: визначити струми на вході і виході ППН і окремо взятого СК, струми в елементах СК, врахувати розкид параметрів елементів будь-якого k-го СК, асиметрію електричних процесів як силової частини, так і схеми управління. Достоїнство моделі - можливість спрощення алгоритмів розрахунку на ЕОМ.

Отримана математична модель ідентичних електричних процесів БІП при розривних струмах дроселів СК для рівномірно зміщених в часі електричних процесів, що дозволяє в аналітичному вигляді отримати математичну модель показників якості фільтруючих властивостей перетворювачів модульної структури, зручну для інженерної практики.

Модель отримана з використанням методу аналізу, заснованого на розбитті сумарного електричного процесу БІП на групи і виборі у якості базових параметрів - кількості дроселів, що об'єднуються в групи залежно від накопичення, повернення і нульового рівня електричної енергії в дроселях.

З аналізу роботи основних схем БІП з ШІМ-регулюванням витікає, що пульсації струмів споживання Iп і навантаження Iн у всіх схемах БІП при симетрії електричних процесів повторюються через інтервал Тп =Т/N в N разів менший періоду комутації Т окремо взятого СК.

Інтервали часу t1 (відрізок часу від 0 до t1) і t2 =Tп - t1 (відрізок часу від моменту t1 до кінця періоду Тп) визначаються як

, ,

де .

Для інтервалу t1 наростання відповідного струму БІП кількість дроселів, що накопичують електричну енергію складає р1, що повертають - b1 і енергія яких дорівнює нулю - z1:

Nкн p1 Nкн +1, p1 = 1, 2, …, N;

Nкв -1 b1 Nкв , b1 = 0, 1, …, N-p1; (1)

z1 = N - p1- b1,

де кн(в) = tн(в)/Т - коефіцієнт накопичення (повернення ) електричної енергії.

Співвідношення для струмів виділених груп дроселів в момент t1 запишуться як

iLk = Imk [1 - (k-1) / Nкн], при 1k р1;

iLk = Imk [1 + (k-1-N) / Nкв], при N - b1+1kN; (2)

iLk = 0, при p1+1kN - b1.

Наприклад, для струму споживання знижуючого БІП, що перетворює енергію одного джерела живлення, на інтервалі часу ?t1 маємо

iп(t) = (Uп - Uн)[p1t +(p1-k)Tп], (3)

де (p1-k)Tп= p1(p1-1)Tп/2.

У момент часу tt1 iп(t) досягає максимального значення Iпmax:

Iпmax =iпk(t) = Im p1[1-(p1-1)/2Nкн]. (4)

Мінімальний струм споживання Iпmin визначиться моментом часу t=t1 відключення силового комутуючого елемента силового каналу СК:

Iпmin = Iпmax- Im = Im (p1-1) (1-p1/2Nкн]. (5)

Для Iпmax і Iпmin БІП, що працює з розривними струмами дроселів СК, одержані співвідношення:

- для режиму стеження

Iпmax =Uпp1Т{1-2/[(1+4gk /кн2)0.5+1]}(2Nкн-p1+1)/2NLнk; (6)

Iпmin =Uп(p1-1)Т{1-2/[(1+4gk /кн2)0.5+1]}(2Nкн-p1)/2NLнk, (7)

- для режиму стабілізації

Iпmax =(Uп-Uн){UнN [gk/4Uп(Uп-Uн)]0.5- p1+1}p1Т /2NLнk; (8)

Iпmin =(Uп-Uн)(p1-1)Т{UнN [gk/4Uп(Uп-Uн)]0.5-p1} /2NLнk, (9)

де Uп(н) - напруга живлення (навантаження), gk=2Lнk/(RнkT) - параметр навантаження.

Сумарні зміни струмів у всіх дроселях ?Iн, що визначають пульсацію струму навантаження в інтервалах часу ?t1 і ?t2, рівні і запишуться у вигляді

Iн = Iнmax - Iнmin. (10)

Математична модель дозволяє визначати максимальні Iп(н)max і мінімальні Iп(н)min струми в колах споживання (навантаження) БІП з СК аналізованих типів, параметри силових згладжуючих фільтрів, оптимізація яких необхідна при рішенні проблем мініатюризації БІП.

При проходженні сигналу управління до входу ШІМ через електричні тракти з різними постійними часу з'являється додаткове часове зміщення ?tk по відношенню до рівномірного зміщення ?ty =Tп.

Для дослідження вказаних режимів з метою визначення допусків на можливі відхилення і необхідні параметри елементів БІП, отримав подальший розвиток метод аналізу електричних процесів, заснований на виділенні на інтервалі 0tТп дроселів, що накопичують електричну енергію, що повертають, і тих, енергія яких дорівнює нулю.

Розширено кількість параметрів, що характеризують імпульсні процеси в БІП. Запропоновані додаткові базові параметри: додаткові часові зміщення електричних процесів силових каналів ?tk (і відносні часові зміщення k=tk/Tп, які характеризують їх) відносно часових зміщень ty процесів симетричного режиму функціонування БІП. Це дозволяє з єдиних позицій проводити аналіз різних типів БІП при розривному і граничному режимах роботи як при симетрії, так і при асиметрії електричних процесів. Поява додаткових часових зміщень (tk або k) призводить до того, що струми Iп(н)max і Iп(н)min відрізняються від відповідних струмів для симетричного режиму.

У окремому випадку, коли лише один k-й СК має додаткове відносне часове зміщення k (-1k 1), отримаємо

Iнкв = Iн + Im (|k|) (1/кн + 1/кв), (11)

де Iн визначається співвідношенням (10).

З (11) витікає, що наявність k в одному з СК призводить до появи додаткової складової на частоті =2f перетворення СК, пропорційній k, на яку накладена високочастотна складова Iн (на частоті N = 2 fN).

Відповідно для розмаху змінної складової напруги в навантаженні БІП

Uкв~=IнквRн/[1+(Rн Cн)2]0.5. (12)

З використанням вказаного методу отримана зручна для інженерних розрахунків математична модель для нерівномірно зміщених в часі ідентичних електричних процесів СК при розривних струмах дроселів, яка дозволяє оцінити змінні складові на вході і виході при асиметрії електричних процесів БІП.

У роботі розглянутий і випадок аварійної ситуації виходу з ладу, що також призводить до асиметрії електричних процесів в БІП. Наприклад, при виході з ладу (відключенні одного СК) у вихідному струмі БІП з'явиться низькочастотна складова з частотою ?=2?f і подвійною амплітудою ?Iнкв, рівної для режиму стабілізації

Iнкв = [2Uн2(Uп-Uн)Т/RнUп Lнk(N-1)]0.5. (13)

Отримані математичні співвідношення дають можливість визначити допуски на можливі відхилення і необхідні параметри елементів БІП.

У третьому розділі - «Методики, алгоритми і програмні модулі для дослідження несиметричних електричних процесів імпульсних перетворювачів постійної напруги» розроблені принципи побудови, структура, методи, алгоритми і програмне забезпечення для автоматизованого дослідження ОІП і БІП при симетрії і асиметрії електричних процесів.

При рішенні задач по вибору структури і принципів побудови ППН для досягнення максимальної питомої потужності особливо важливого значення набуває автоматизоване дослідження і проектування.

При дослідженнях і проектуванні БІП представляє інтерес не один, а набір показників якості функціонування. Для дослідження особливостей БІП при симетрії і асиметрії електричних процесів виділені показники якості: а) абсолютні пульсації і коефіцієнти пульсацій струмів (напруг) в колах живлення (навантаження) - відповідно ?Iп(н) (?Uп(н)) і Кпп (КппU), Кпн (КпнU); б) коефіцієнти згладжування ППН модульної структури в колах живлення (навантаження) по струму Sп(н), по напрузі Sп(н)U; в) енергетичні параметри: статичні і динамічні втрати потужності (потужності, що розсіюються на елементах схеми СК).

Кількісна оцінка цих показників якості базується на результатах дослідження даної роботи - обґрунтованих і отриманих математичних моделях електричних процесів імпульсних ППН.

При розробці програмного забезпечення прийнятий підхід - виділення в окремі програмні модулі співвідношень для розрахунку параметрів, що являються загальними для будь-якого виду досліджень (вирішуваної задачі), розрахунку відповідних показників якості.

Модульний спосіб організації програмного забезпечення дає можливість його трансформації залежно від вирішуваних задач. Розроблені і обґрунтовані узагальнені математичні моделі дозволяють формувати окремі, функціонально закінчені по вирішуваних задачах, блоки, і на їх основі будувати програмні модулі для дослідження ППН при симетрії і асиметрії електричних процесів. Для вирішення вказаних завдань розроблені методики, алгоритми і програмні модулі для розрахунку основних параметрів окремо взятого СК («Параметри»), побудови часових залежностей струмів в елементах і колах схеми як окремих силових каналів, так і вхідних і вихідних кіл ППН в цілому («Процеси»), розрахунку показників якості («Показники»).

Размещено на http://www.allbest.ru/

На практиці при дослідженнях часових залежностей на ЕОМ поточний час, виступаючий як аргумент, як правило, змінюється не безперервно, а дискретно з певним кроком dt. Причому, чим менший крок (dt0), тим точніші результати, але більше час розрахунку.

Усунути цей недолік, скоротити час розрахунку при збільшенні точності результату дозволяє запропонований метод моделювання часових залежностей, заснований на розрахунку струмів в елементах ППН у околицях «особливих» точок 1, 2, 3 (рис. 2), що характеризують зміну стану електричного процесу СК: точки початку інтервалу накопичення електричної енергії tсk (точка 1 на рис. 2), точки (2) переходу від інтервалу накопичення до інтервалу повернення енергії tck+tнk, точки (3) закінчення інтервалу повернення tck+tнk+tвk, тобто в 6-ти часових точках:

t(m)=tck+ (=dt1 при m=k, = - dt1 при m=k+N);

t(m)=tck+tнk+ (=dt1 при m=k+2N, = - dt1 при m=k+3N); (14)

t(m)=tck+tнk+tвk+ (=dt1 при m=k+4N, = - dt1 при m=k+5N).

Вказаний метод реалізований в програмному модулі «Час», в якому визначаються моменти часу для побудови часових діаграм.

На рис. 3 представлений алгоритм для дослідження показників якості при асиметрії електричних процесів, обумовленій або змінами параметрів елементів схеми, наприклад, індуктивності дроселя ?Lнk (блоки 7, 8) або змінами режиму роботи - часу зміщення k-го СК ?tck (блоки 9, 10), струму навантаження k-го СК ?Iнk (блоки 11, 12). Наявність внутрішнього циклу по зміні коефіцієнта накопичення кн дозволяє досліджувати показники якості (блок 16) у всьому діапазоні регулювання. Наявність зовнішнього циклу (блок 3) дозволяє досліджувати показники якості залежно від числа СК, при цьому в блоці 4 для кожного нового значення числа СК N виконується розрахунок потужності СК Рнk=Рн /N.

Розроблені програмні модулі «Параметри», «Час», «Процеси», «Показники» являються складовими частинами більшості алгоритмів для вирішення завдань дослідження. Використовувані в них підходи базуються на розроблених узагальнених математичних моделях, розширюють функціональні можливості програмних модулів, скорочують витрати часу, забезпечують необхідну точність одержуваних результатів досліджень.

Достовірність результатів досліджень БІП при асиметрії електричних процесів, що отримані за допомогою розробленого програмного забезпечення, підтверджена порівняльним моделюванням за допомогою системи автоматизованого проектування (САПР) Micro-Cap (МС). Встановлено, що розбіжність між результатами, отриманими в середовищі САПР МС, і отриманими програмним забезпеченням розділу 3, не перевищила 1,5 %.

Размещено на http://www.allbest.ru/

У четвертому розділі - «Дослідження багатофазних імпульсних перетворювачів при асиметрії електричних процесів» отримали подальший розвиток дослідження електричних процесів і енергетичних параметрів імпульсних ППН модульної структури з СК знижуючого, підвищуючого та інвертуючого типів, з однофазним і багатофазним принципами перетворення при симетрії і асиметрії електричних процесів.

Розроблені математичні моделі, методики, алгоритми, програмне забезпечення з їх використанням дозволяють встановити ряд властивостей, що характеризують в цілому БІП при асиметрії електричних процесів.

Отримані залежності показників якості фільтруючих властивостей БІП при асиметрії електричних процесів - при відхиленнях струмів навантаження Iнk, часових зміщень електричних процесів tck і індуктивностей дроселів Lнk згладжуючих фільтрів силових каналів.

Відхилення струму Iнk одного k-го СК, за рахунок наявності негативного зворотного зв'язку (НЗЗ) по струму розподіляється між рештою (N - 1) CК рівномірно, відповідно зменшуючи або збільшуючи їх струми на Iнk/(N - 1).

Показано, що, коли відхилення струму ДIнk припадає на розривний режим роботи одного СК, сильніше позначається погіршення фільтруючих властивостей БІП в порівнянні з випадком, коли ДIнk перерозподіляється на декілька СК, що працюють в розривному режимі (рис. 4, б). У випадках, коли відхилення ДIнk струму Iнk k-гo СК не призводять до порушення безрозривного режиму роботи в силових каналах (рис. 4, б), змін в рівнях змінних складових на виході БІП не відбувається. Перехід одного або більш СК в режим розривних струмів при відхиленні струму Iнk призводить до зміни (збільшенню) рівнів змінної складової на виході БІП (рис. 4, в).

Виявлено, що і збільшення, і зменшення часових зміщень електричних процесів на однакову величину відхилення (+?tck=|- ?tck|) від часових зміщень процесів симетричного режиму функціонування БІП призводить до однакового погіршення фільтруючих властивостей БІП.

а) б) в)

Рис. 4. Вплив відхилення струму ДIн2 в 2-му СК на абсолютні пульсації ДIн (а) і коефіцієнт пульсацій на виході Кпн (б, в) БІП

Показано, що при безрозривному режимі роботи СК відхилення тривалості часу зміщення ?tck в одному з СК (наприклад, в другому ?tc2) як у бік збільшення, так і у бік зменшення tck у всьому діапазоні зміни коефіцієнта накопичення кн призводять до однакового погіршення якості перетворення - появі великих пульсацій як на вході Кппм (рис. 5, а, в), так і на виході Кпнм (рис. 5, б) БІП: чим більше вказана відмінність від симетричного випадку tck=(k-1)T/N, тим більше величини Кппм і Кпнм.

а) б) в)

Рис. 5. Впливи відхилення часу зміщення ?tс2 на коефіцієнти пульсацій на вході (а, в) і виході (б) для N = 4 (а, б) і N = 8 (в).

Показано, що ККД в розривному (близькому до граничного) режимі вище, ніж в безрозривному, що пояснюється зменшенням динамічних втрат при вмиканні силових ключів.

Показано, що відхилення струму навантаження в одному з СК призводить до більшого ступеня зростання як статичних, так і динамічних втрат потужності перетворювача в цілому, в порівнянні з відхиленням індуктивності дроселя СК. Відхилення струму навантаження одного з СК, за рахунок наявності НЗЗ по струму, призводить до перерозподілу струмів навантаження решти CК, а значить, і до зміни параметрів електричних процесів у всіх силових каналах.

Виконана оцінка погіршення масогабаритних показників при відхиленні часу зміщення tсk від ідентичних значень по силових каналах.

У п'ятому розділі - «Проектування багатофазних імпульсних перетворювачів» виконаний аналіз шляхів технічної реалізації БІП, сучасних пристроїв управління БІП, розглянуті особливості мініатюризації ПЕЕ і БІП, розроблена методика автоматизованого проектування БІП.

Отримали подальший розвиток принципи схемотехнічної реалізації БІП, з активною корекцією коефіцієнта потужності з ШІМ-регулюванням.

Обґрунтовано використання багатофазного принципу перетворення електричної енергії в активних коректорах коефіцієнта потужності (АККП) і пристроях зменшення динамічних втрат.

Показано, що використання багатофазного принципу перетворення і регулювання електричної енергії в АККП призводить до зниження рівня пульсацій струму споживання БІП, до зменшення масогабаритних показників ПЕЕ.

Показані особливості мініатюризації БІП. Геометричний об'єм Vг визначається як сума фізичних об'ємів елементів, розміщених в корпусі, з урахуванням конструктивних коефіцієнтів окремих елементів і вузлів. Енергетичні втрати (сумарна потужність втрат елементів схеми PпБІП) визначають необхідну поверхню тепловідводу - тепловий об'єм БІП Vт. Як показано в роботі, із-за зростання динамічних втрат обсяг Vт збільшується пропорційно частоті комутації f. В той же час збільшення f призводить до зменшення геометричних обсягів конденсаторів і моткових елементів, отже, і Vг. Показано, що можливий вибір оптимальної частоти fopt, що забезпечує мінімально можливий об'єм БІП.

Розроблена методика автоматизованого проектування імпульсних ППН модульної структури при асиметрії електричних процесів, спричиненій технологічним розкидом параметрів елементів і дією різних дестабілізуючих чинників, по критерію мінімального об'єму при забезпеченні заданої якості вихідної напруги.

ВИСНОВКИ

1. Отримав подальший розвиток метод аналізу електричних процесів БІП постійної напруги з ШІМ-регулюванням, заснований на розбитті сумарного електричного процесу на групи і виборі у якості базових параметрів - кількості дроселів, що об'єднуються в групи залежно від накопичення, повернення і нульового рівня електричної енергії. Новизна представлена тим, що запропоновані додаткові базові параметри - додаткові часові зміщення електричних процесів СК відносно часових зміщень процесів симетричного режиму функціонування БІП.

2. Обґрунтовані і розроблені математичні моделі симетричних і асиметричних електричних процесів ППН модульної структури з однофазним і багатофазним принципами перетворення і регулювання електричної енергії, узагальнені до типу СК, режиму роботи з розривним і безрозривним струмом дроселя, при стабілізації і стеженні, зручні для використання ЕОМ. Математичні моделі зручні для алгоритмізації розрахунків на ЕОМ і дозволяють при загальноприйнятих допущеннях проводити з мінімальною трудомісткістю і високою точністю розрахунки при рішенні задач дослідження і проектування. Отримані дві математичні моделі для рівномірно і нерівномірно зміщених в часі ідентичних електричних процесів СК при розривних струмах дроселів, зручні для інженерних розрахунків: одна - на основі використання відомого методу аналізу, інша - що отримав розвиток в даній роботі.

3. Створено математичне і програмне забезпечення і на їх основі методики і методи моделювання електричних процесів БІП з СК традиційного типа з ШІМ-регулюванням для вирішення завдань дослідження і проектування з урахуванням розкиду (технологічного, температурного.. .) параметрів елементів силової частини і схеми управління. Запропонований метод моделювання часових залежностей, заснований на розрахунку струмів (напруг) в елементах ППН у околицях точок, які характеризують зміну стану електричного процесу СК, що дозволяє значно скоротити час розрахунків. Розроблена методика автоматизованого проектування БІП при асиметрії електричних процесів по критерію мінімального об'єму при забезпеченні заданої якості вихідної напруги, сприяюча практичній реалізації пристроїв даного класу з поліпшеними масогабаритними показниками.

4. Проведені дослідження електричних процесів БІП, виявлені специфічні особливості БІП при функціонуванні з симетрією електричних процесів і при її порушенні з розривними і безрозривними струмами дроселів СК. Отримані залежності показників якості фільтруючих властивостей БІП при асиметрії електричних процесів:

- виявлено, що при однакових відхиленнях струмів навантаження і індуктивностей дроселів згладжуючих фільтрів силових каналів від значень, відповідних симетричному режиму функціонування БІП, вплив на фільтруючі властивості БІП різний - при зменшеннях струмів навантаження і індуктивностей він більше, ніж при збільшеннях;

- виявлено, що і збільшення, і зменшення часових зміщень електричних процесів на однакову величину відхилення від часових зміщень процесів симетричного режиму функціонування БІП призводить до однакового погіршення фільтруючих властивостей БІП.

5. Виконаний аналіз шляхів технічної реалізації пристроїв активної корекції коефіцієнта потужності і зменшення динамічних втрат з багатофазним принципом перетворення електричної енергії. Показано, що використання багатофазного принципу перетворення і регулювання електричної енергії в активних коректорах коефіцієнта потужності дозволяє знизити рівень пульсацій струму споживання БІП, зменшити масогабаритні показники ПЕЕ, підвищити техніко-економічні показники засобів телекомунікацій в цілому.

7. Розроблене математичне і програмне забезпечення для автоматизованого дослідження і проектування БІП впроваджено в Закарпатську і Львівську філії ВАТ «Укртелеком», Львівську філію підприємства «Симексбуд - Зв'язок», в ТОВ «Атраком», м. Київ, в навчальний процес ОНАЗ ім. О.С. Попова.

ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті в наукових фахових виданнях

1. Малявін І.П. Застосування спеціальних пристроїв для захисту інформаційного устаткування систем зв'язку / І.П. Малявін, О.А. Грабовий // Праці УНДІРТ. - 2002. - № 4 (32). - С. 49 - 52.

2. Кадацький А.Ф. До дослідження несиметричних електричних процесів у багатофазних імпульсних перетворювачах /А.Ф. Кадацький, В.Г. Гурков, О.А. Грабовий, І.П. Малявін // Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. - 2003. - №1. - С.27 - 34.

3. Кадацкий А.Ф. Использование многофазных принципов преобразования электроэнергии в устройствах электропитания телекоммуникационных систем /А.Ф. Кадацкий, В.Г. Гурков, А.А. Грабовой // Праці УНДІРТ. - 2003. - № 2 (34) - 3 (35). - С. 66 - 68.

4. Грабовой А.А. Анализ электрических процессов в многофазных импульсных преобразователях при неравномерно сдвинутых во времени электрических процессах силовых каналов / А.А. Грабовой //Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. - 2006. - №1. - С.102 - 107.

Друковані праці наукових конференцій, статті в журналах, виданнях, тези доповідей

5. Малявін І.П. Спеціальні пристрої для захисту інформаційного обладнання систем зв'язку / І.П. Малявін І.П., О.А. Грабовий, Р.Ю. Харченко // Системы и средства передачи и обработки информации (ССПОИ - 2002): труды VI Междунар. научно-практ. конф., 3 - 8 сент. 2002 г.: тезисы докл. - Одесса, 2002. - ОНАС им. А.С. Попова. - С. 13 - 14.

6. Кадацкий А.Ф. Информационная модель программного обеспечения для исследования на ЭВМ электрических процессов импульсных преобразователей постоянного напряжения / А.Ф. Кадацкий, В.Б. Русаловский, А.А. Грабовой //Системы и средства передачи и обработки информации (ССПОИ - 2002): труды VI междунар. науч.-практ. конф., 3 - 8 сент. 2002 г.: тезисы докл. - Одесса, 2002. - ОНАС им. А.С. Попова. - С. 109 - 110.

7. Малявин И.П. Уменьшение динамических потерь для импульсных преобразователей постоянного напряжения с ШИМ-регулированием / И.П. Малявин, А.А. Грабовой // Современные телекоммуникационные системы (Телеком - 2003): сборник докладов (часть 2), 19 - 22 авг. 2003 г. - Одесса, 2003. - ОНАС им. А.С. Попова. - С. 98 - 100.

8. Малявин И.П. К использованию принципов активной коррекции коэффициента мощности в AC-DC преобразователях электрической энергии / И.П. Малявин, А.А. Грабовой // Системы и средства передачи и обработки информации (ССПОИ - 2003): труды VII междунар. науч.-практ. конф., 2 - 7 сент. 2003 г.: тезисы докл. - Одесса, 2003. - ОНАС им. А.С. Попова. - С. 160.

9. Грабовой А.А. К уменьшению динамических потерь для импульсных преобразователей электрической энергии/ А. А. Грабовой //Системы и средства передачи и обработки информации (ССПОИ - 2004): труды VIII междунар. науч.-практ. конф., 4-9 сент. 2004 г.: тезисы докл. - Одесса, 2004. - ОНАС им. А.С. Попова. - С. 111.

10. Грабовой А.А. Программный модуль для исследования энергетических параметров импульсных преобразователей электрической энергии / А.А. Грабовой, В.Б. Русаловский // Системы и средства передачи и обработки информации (ССПОИ - 2004): труды VIII междунар. науч.-практ. конф., 4 - 9 сент. 2004 г.: тезисы докл. - Одесса, 2004. - ОНАС им. А.С. Попова. - С. 112.

11. Грабовой А.А. Результаты исследования многофазных импульсных преобразователей при асимметрии электрических процессов / А.А. Грабовой // Системы и средства передачи и обработки информации (ССПОИ - 2005): труды IХ междунар. науч.-практ. конф., 7 - 12 сент. 2005 г.: тезисы докл. - Одесса, 2005. - ОНАС им. А.С. Попова. - С. 66 - 68.

12. Кадацкий А.Ф. К методике автоматизированного проектирования многофазных импульсных преобразователей при асимметрии электрических процессов / А.Ф. Кадацкий, И.П. Малявин, А.А. Грабовой // Обробка сигналів і негауссівських процесів: праці міжнар. наук.-практ. конф., 21 - 26 травн. 2007 р.: тези доповідей, Черкаси, 2007 р. - С.139 -141.

13. Кадацкий А.Ф. К анализу асимметричных электрических процессов в многофазных импульсных преобразователях / А.Ф. Кадацкий, И.П. Малявин, А.А. Грабовой // Обробка сигналів і негауссівських процесів: праці міжнар. наук.-практ. конф., 21 - 26 травн. 2007 р.: тези доповідей, Черкаси, 2007 р. - С.141-143.

АНОТАЦІЇ

напруга силовий канал перетворювач

Грабовий О.А. Багатофазні імпульсні перетворювачі постійної напруги із ШІМ-регулюванням при асиметрії електричних процесів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.13 - радіотехнічні пристрої та засоби телекомунікацій. Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова. - Одеса, 2011.

Дисертація присвячена дослідженню багатофазних імпульсних перетворювачів (БІП) із ШІМ-регулюванням із силовими каналами (СК) знижуючого, підвищуючого та інвертуючого типів при асиметрії електричних процесів, і розробці методики автоматизованого проектування систем і пристроїв з поліпшеними масогабаритними показниками.

Розроблено математичну модель асиметричних електричних процесів перетворювачів постійної напруги, що узагальнена щодо трьох зазначених типів основних схем силових каналів, і щодо режимів роботи перетворювача, яка дозволяє проводити розрахунки електричних, енергетичних і конструктивних параметрів перетворювача. Розроблено методику дослідження асиметричних електричних процесів і енергетичних параметрів перетворювачів постійної напруги (ППН) модульної структури.

Виконано дослідження основних параметрів модульних імпульсних ППН із СК зазначених типів, зроблена порівняльна оцінка показників якості ОІП та БІП; отримані нові результати.

Розроблено методику і програмне забезпечення для автоматизованого проектування БІП за критерієм мінімального обсягу при максимальному значенні коефіцієнта корисної дії, що сприяє практичної реалізації пристроїв даного класу з поліпшеними масогабаритними показниками (більш високою питомою потужністю).

...