Перетворювачі частоти на основі резонансних інверторів з часо-імпульсним керуванням

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorВінниченко, Ірина Леонідівна
dc.date.accessioned2018-12-19T11:49:25Z
dc.date.available2018-12-19T11:49:25Z
dc.date.issued2018
dc.descriptionРобота виконана на кафедрі комп’ютеризованих систем управління Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова, м. Миколаївuk
dc.description.abstractenThe dissertation is devoted to the development of the theory of frequency converters with an intermediate high-frequency resonant link and pulse-position control. Within the framework of the thesis, the analysis of existing circuits and methods of controlling the frequency converters output characteristics was performed. The author chose the structure of the resonant converter, which combined the advantages of pulse regulation and power transistors soft switching. The mathematical model of the converter was developed in the section of the electromagnetic processes description and the carrier pulses functional determination that allowed formulating the law of the pulse-position control, which causes the formation of the desired sinusoidal output voltage shape of the determined frequency with the low total harmonic distortion in the case of wide load variation range. The analytical dependencies were obtained as well, that made possible to calculate the converter power section elements parameters. The adaptive microprocessor control system of the frequency converter was developed and its simulation and experimental inverstigation were carried out.uk
dc.description.abstractruДиссертационная работа посвящена дальнейшему развитию теории преобразователей частоты с промежуточным высокочастотным резонансным звеном и время-импульсным управлением, которое позволит обеспечить повышение энергетической эффективности с одновременным обеспечением электромагнитной совместимости преобразователя с потребителем и сетью при широком диапазоне изменения нагрузки. В работе проведен анализ существующих преобразователей частоты, их схем и способов регулирования выходного напряжения и выбрана структура преобразователя частоты на основе резонансного инвертора, которая позволяет совместить преимущества мягкой коммутации силовых транзисторов и импульсного регулирования выходного напряжения. Основными научными результатами работы являются следующие. Во-первых, усовершенствована математическая модель двухзвенного преобразователя частоты на основе резонансного инвертора с время-импульсным управлением в части описания электромагнитных процессов за счет введения коммутационных последовательностей силовых ключей, что позволило получить характеристики электромагнитных процессов в резонансном контуре и продолжительности межкоммутационных этапов, при которых обеспечивается близкая к синусоидальной форма несущих импульсов. Также усовершенствована математическая модель преобразователя частоты в части определения функционала несущих импульсов за счет введения соотношений между средним значением напряжения несущего импульса и желаемым средним значением выходного напряжения, что позволяет рассчитать коммутационные последовательности силовых ключей для время-импульсной модуляции. Оценены погрешность и пределы применения определенного функционала. Получены расчетные зависимости параметров элементов схемы, при которых обеспечивается работа преобразователя в режиме минимальных коммутационных потерь и формируется выходное низкочастотное напряжение желаемой формы, амплитуды и частоты с низким коэффициентом гармоник. Разработан закон время-импульсного управления резонансным инвертором, который позволяет сформировать заданную форму напряжения на выходе с низким коэффициентом гармоник. Разработана адаптивная система управления преобразователем частоты, которая реализует время-импульсное регулирование его выходного напряжения по разработанному закону и, в зависимости от положения рабочей точки внешней характеристики, осуществляет коррекцию закона управления или дискретное изменение собственной частоты резонансного контура. Представлен алгоритм работы адаптивной системы управления, позволяющий сформировать напряжение с низким коэффициентом гармоник на выходе преобразователя частоты не только в рабочем диапазоне его внешней характеристики, но и за его пределами. В рамках диссертационной работы также проведен анализ динамических и статических потерь преобразователя частоты и осуществлена сравнительная оценка мощности потер энергии предложенного преобразователя и преобразователя с жесткой коммутацией силовых транзисторов, которые показали преимущества использования резонансного инвертора в составе преобразователя частоты при реализации мягкой коммутации силовых транзисторов. Проведено имитационное моделирование преобразователя частоты, которое показало, что разработанный закон управления позволяет синтезировать желаемую форму временной характеристики выходного напряжения с низким коэффициентом несинусоидальности как для активного (THD = 2,5%), так и для активно-индуктивной (THD = 3,43%) нагрузки. Имитационное моделирование преобразователя частоты с адаптивной системой управления позволило также проверить целесообразность изменения собственной частоты резонансного контура путем отпирания дополнительного резонансного конденсатора с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения при малом значении тока нагрузки или желаемом напряжении на нагрузке ниже номинального. Использование дополнительного резонансного конденсатора при предложенном способе управления силовыми ключами позволяет снизить коэффициент гармоник выходного напряжения на 1,35%. Также создан экспериментальный образец резонансного преобразователя частоты с микропроцессорной адаптивной системой управления. Экспериментальные испытания преобразователя частоты с адаптивной системой управления продемонстрировали расширение рабочего диапазона внешней характеристики на 10%.uk
dc.description.abstractukДисертацію присвячено розвитку теорії перетворювачів частоти з проміжною високочастотною резонансною ланкою та часо-імпульсним керуванням. В рамках дисертаційної роботи проведено аналіз існуючих схемотехнічних рішень і способів регулювання вихідних характеристик перетворювачів частоти, обрано структуру резонансного перетворювача, який поєднує переваги імпульсного регулювання та м'якої комутації силових транзисторів, удосконалено математичну модель даного перетворювача в частинах опису електромагнітних процесів і визначення функціоналу високочастотних імпульсів напруги, що дозволило визначити закон часо-імпульсного керування, який дозволяє формувати бажану синусоїдальну форму вихідної напруги заданої частоти з низьким коефіцієнтом гармонік при досить широкому діапазоні зміни навантаження. Також отримано аналітичні залежності, що дозволяють здійснити розрахунок параметрів елементів схеми силової частини перетворювача. Розроблено адаптивну мікропроцесорну систему керування перетворювачем і проведено його імітаційне моделювання та експериментальні дослідження.uk
dc.format.page27 с.uk
dc.identifier.citationВінниченко, І. Л. Перетворювачі частоти на основі резонансних інверторів з часо-імпульсним керуванням : автореф. дис. … канд. техн. наук. : 05.09.12 – напівпровідникові перетворювачі електроенергії / Вінниченко Ірина Леонідівна. – Київ, 2018. – 27 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/25456
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectдодатковий комутаційний блокuk
dc.subjectдодатковий резонансний конденсаторuk
dc.subjectкоефіцієнт гармонікuk
dc.subjectм’яка комутація силових транзисторівuk
dc.subjectперетворювачі частотиuk
dc.subjectрезонансні інверториuk
dc.subjectрозрахунок параметрів елементів схемиuk
dc.subjectчасо-імпульсне керуванняuk
dc.subjectadditional switching blockuk
dc.subjectadditional resonant capacitoruk
dc.subjecttotal harmonic distortionuk
dc.subjectsoft switching of power transistorsuk
dc.subjectfrequency convertersuk
dc.subjectresonant invertersuk
dc.subjectcalculation of circuit elements parametersuk
dc.subjectpulse-position controluk
dc.subjectдополнительный коммутационный блокuk
dc.subjectдополнительный резонансный конденсаторuk
dc.subjectкоэффициент гармоникuk
dc.subjectмягкая коммутация силовых транзисторовuk
dc.subjectпреобразователи частотыuk
dc.subjectрезонансные инверторыuk
dc.subjectрасчет параметров элементов схемыuk
dc.subjectвремя-импульсное управлениеuk
dc.subject.udc621.314.5(043.3)uk
dc.titleПеретворювачі частоти на основі резонансних інверторів з часо-імпульсним керуваннямuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Vinnychenko_aref.pdf
Розмір:
2.02 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (вільний доступ)