Багаторівневі інвертори в системі ядерного магнітного резонансу

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЖуйков, Валерій Якович
dc.contributor.authorЗаграничний, Артур Володимирович
dc.date.accessioned2024-09-12T12:52:27Z
dc.date.available2024-09-12T12:52:27Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractЗаграничний А.В. Багаторівневі інвертори в системі ядерного магнітного резонансу. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.12 – напівпровідникові перетворювачі електроенергії. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2024. В дисертаційній роботі вирішена досить актуальна задача розвитку теорії побудови перетворювачів для систем електроживлення пристроїв ядерного магнітного резонансу з забезпеченням складної форми зондувальної напруги. Розроблено нову математичну модель перетворювача, що дозволила створити систему керування з асинхронною широтно-імпульсною модуляцією. Ґрунтуючись на методах інваріантності, розроблено двоканальну систему керування параметрами пилкоподібної напруги - за періодом та амплітудою. Запропонована методика розрахунку фільтру для отримання зондувальної напруги за законом Хана, що ґрунтується на синтезі за канонічними методами Кауера та Форстера та використанні принципів дуальності, яка дозволяє створити LC-фільтри з покращеною формою зондувальної напруги та знизити втрати в перетворювачі. Також наведена методика розрахунку умов стійкості у вигляді алгебраїчних виразів, на основі якої можливе застосування простих алгоритмів керування перетворювачем на інтервалах сталості його структури.
dc.description.abstractotherZahranychnyi A.V. Multilevel inverters in the nuclear magnetic resonance system. – Manuscript. PhD thesis in the speciality 05.09.12 – semiconductor converters of electric energy. – National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute », Kyiv, 2024. The thesis solves a rather urgent task of developing the theory of the construction of converters for power supply systems of nuclear magnetic resonance devices with the provision of a complex form of probing voltage. A new mathematical model of the converter was developed, which made it possible to create a control system with asynchronous pulse width modulation. The mathematical model of the equivalent circuit of the converter with a constant structure, constant parameters and an equivalent EMF generator is represented by a system of linear differential equations with constant coefficients and a piecewise continuous periodic function. A technique for calculating the filter for obtaining the probing voltage according to Hahn's law is proposed, which is based on the synthesis according to the canonical methods of Kauer and Forster and the use of duality principles, which allows creating LC filters with an improved shape of the probing voltage and reducing losses in the converter. Based on invariance methods, a two-channel control system for parameters of sawtooth voltage - by period and amplitude - has been developed. In a two-channel control system, the first channel provides regulation and stabilization of the output voltage amplitude according to the reference voltage. The second channel provides a change in the frequency of the sawtooth voltage generator by determining the period of the generator controlled by the voltage from the phase detector, which determines the deviation of the real frequency from the frequency of the reference generator. The work indicates that to maintain the required value of the amplitude of the carrier voltage, it is necessary to increase the reference voltage or decrease the amplitude of the sawtooth voltage, which is equivalent to increasing the gain of the feedback circuit. At the same time, under the condition of increasing the gain of the feedback circuit, it is necessary to monitor the preservation of the stability of the system. The method of determining stability conditions in the form of algebraic expressions is also presented, on the basis of which it is possible to apply simple algorithms for controlling the converter on the stability intervals of its structure. Expressions were also obtained in the work that allow us to obtain the range of the change of the feedback gain coefficient. At the same time, it allows to monitor the position of the roots of the transfer function and monitor the stability of the multilevel inverter. The work also verified the results of theoretical research by means of mathematical and computer modeling, development of Matlab models. Three-level and five-level inverter models have been developed. According to the simulation results, the coefficient of intermodulation distortions was calculated in relation to the main and two lateral combinational harmonics. Spectral characteristics of the probing voltage were also obtained. Modeling of inverters was carried out when the load resistance changed from 30 Ohms to 300 Ohms. The resistance value is selected according to the rock resistance analysis. After analyzing the obtained results, it can be concluded that the change in the load resistance has a rather significant effect on the electromagnetic processes in the converter. Therefore, when the load resistance increases, a decrease in the output current of the inverter is observed, while the power losses in the power switches also decrease. However, the effective value of the current in the inductance of the emitter varies in a small range - 5.5%. It can also be noted that the use of a 5-level inverter provides greater stability of the current in the emitter, but the power losses on the power switches increase, which is quite understandable, because the number of transistors doubles.
dc.format.extent127 с.
dc.identifier.citationЗаграничний, А. В. Багаторівневі інвертори в системі ядерного магнітного резонансу : дис. … канд. техн. наук : 05.09.12 – напівпровідникові перетворювачі електроенергії / Заграничний Артур Володимирович. – Київ, 2024. – 127 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/68918
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectядерний магнітний резонанс
dc.subjectбагаторівневий інвертор
dc.subjectзондувальна напруга
dc.subjectкоефіцієнт інтермодуляційних спотворень
dc.subjectасинхронна широтно-імпульсна модуляція
dc.subjectnuclear magnetic resonance
dc.subjectmultilevel inverter
dc.subjectprobing voltage
dc.subjectintermodulation distortion coefficient
dc.subjectasynchronous pulse width modulation
dc.subject.udc621.314
dc.titleБагаторівневі інвертори в системі ядерного магнітного резонансу
dc.typeThesis Doctoral

Файли

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

Зібрання

Дисертації (ЕПС)
Дисертації (вільний доступ)