Підвищення ККД лабораторного блоку живлення
| dc.contributor.advisor | Павловський, Олексій Михайлович | |
| dc.contributor.author | Пономаренко, Андрій Володимирович | |
| dc.date.accessioned | 2020-01-13T13:18:46Z | |
| dc.date.available | 2020-01-13T13:18:46Z | |
| dc.date.issued | 2019-12 | |
| dc.description.abstracten | In this paper, we consider one of the many types of designs of voltage converters - a half-bridge AC/DC converter, designed to operate in AC networks with a nominal voltage of 230 V. Despite the active development of society, the role of electronics and electronic devices occupies one of the first places among other manufacturing sectors. The electronics industry began to develop rapidly in the middle of the last century. From the 60s until today, the average annual growth rate of the electronics industry is 17%. There was no such growth in any other industry in world industry. There is practically no sphere of human activity wherever the products of the electronic industry are used. Electronic industry is the most high-tech industry. It is worth noting that the operation of electronics requires electrical energy. Usually, electromechanical machines (generators) are used to generate it, which are driven by burning fossil fuels, using energy from nuclear reactions, or using the power of air or water currents. Since it is difficult to store electricity in quantities that would be sufficient at the national level, it is necessary to maintain a balance: to generate exactly as much energy as is consumed by users. For this, energy companies need to carefully forecast loads and constantly coordinate the production process with their power plants. At the same time, a certain number of capacities is kept in reserve, so that in the event of any problems or energy losses, insure the power grids. Any electronic device with many parameters, but they all have one thing in common - is the coefficient of performance (COP). A higher value of efficiency means less energy loss for its generation, transportation, transformation. Since each device requires its own, individual power supply with certain specific parameters, almost every device has its own converter. Converters can have different parameters and their values, but their main task is reduced to one thing - to convert electric energy coming from outside (in everyday life - a 220 V 50 Hz network, in production - 380 V 3 phases, an aircraft on-board network of 120 V 400 Hz, 36 in direct current, etc.) to the one in which the intelligent part that directly performs a certain function of the device works predictably, stably and does not affect the nearest other devices that are powered by a common network. Improving the efficiency of converters is a hot topic that has been relevant throughout the history of electronics. After all, this significantly improves the characteristics of the device, makes them cheaper to use, especially where power generation is problematic (north-south poles) or limited by maximum power (airplanes, cars, boats, rockets, spacecraft, autonomous objects). The aim of the study is to develop an algorithm for the operation of a pulsed secondary power source that can change not only the occupancy of pulses of a fixed frequency, but also the frequency of the pulses depending on the output load, which, in turn, will reduce the dynamic loss of switching the inverter power transistors at low pulse output loads power source. To achieve this goal, it was necessary to formulate and solve the following tasks: • analyze the dependence of the coefficient of performance (COP) on the frequency of the switching power supply; • analyze the stability of the system depending on changes in frequency and output load; • analyze possible options for improving the efficiency of the power source based on the data obtained; • design a load stand for testing and obtaining the main characteristics of power supplies. • evaluate the increase in efficiency over the entire range of output loads of the power source. The object of the study is the ability to control the frequency of the power supply with pulse-width modulation technology. The subject of the study is the modernization and expansion of the functionality of the IDJ, improving its efficiency. Methods of research and achievement of a positive result are based on loading and removal of parameters of the real layout at change of frequency. An increase in the efficiency was also analytically estimated using the proposed management method. Scientific novelty: is to develop a new method of increasing the efficiency of the pulse power supply, through the control of PWM at different output loads. Recommendations for creating IDJ with functions of regulation of output voltage, current, power and frequency are developed.The practical significance of the results obtained. Recommendations are given for designing a power key management scheme (low and high voltage side junction module, selection of power keys, their control principle), which will reduce the effect of the negative effects of frequency change. | uk |
| dc.description.abstractuk | В даній роботі розглядається один із численної кількості типів конструкцій перетворювачів напруги – напівмостовий AC/DC перетворювач, призначений для роботи в мережах змінного струму з номінальною напругою 230 В. Зважаючи на активний розвиток суспільства, роль електроніки та електронних пристроїв займає одне з перших місць серед інших виробничих галузей. Електронна промисловість почала стрімко розвиватися в середині минулого століття. З 60-тих років і до сьогоднішнього часу середній річний темп зростання електронної промисловості складає 17%. Такого зростання не було ні в одній іншій галузі світової промисловості. Практично немає сфери людської діяльності, де б продукція електронної промисловості не знайшла застосування. Електронна промисловість – найбільш наукомістка галузь. Варто зауважити, що для роботи електроніки необхідна електрична енергія. Зазвичай для її продукування застосовуються електромеханічні машини (генератори), які приводяться в дію за рахунок спалювання викопного палива, використання енергії від ядерних реакцій, або за допомогою сили повітряних або водних течій. Оскільки електроенергію важко зберігати в таких кількостях, які були б достатні в масштабах держави, необхідно дотримуватися балансу: генерувати рівно стільки енергії, скільки споживається користувачами. Для цього енергетичним компаніям необхідно ретельно прогнозувати навантаження і постійно координувати виробничий процес зі своїми електростанціями. Деяка кількість потужностей при цьому тримається в резерві, щоб у разі виникнення тих чи інших проблем або втрат енергії підстраховувати електромережі. Будь-який електронний пристрій з безліччю параметрів, але всі вони мають один спільний – це коефіцієнт корисної дії (ККД). Більше значення ККД означає менші втрати енергії на її генерування, транспортування, перетворення. Так як для кожного пристрою потрібне своє, індивідуальне живлення з певними визначеними параметрами, майже у кожному пристрої є свій перетворювач. Перетворювачі можуть володіти різноманітними параметрами і їх величинами, але їхнє основне завдання полягає лише в одному – перетворити електроенергію, що надходить ззовні (у побуті – мережа 220 В 50 Гц, на виробництві – 380 В 3 фази, бортова мережа літака 120 В 400 Гц, 36 В постійного струму і т. д.) у таку, при якій інтелектуальна частина, що безпосередньо виконує певну функцію пристрою, працює прогнозовано, стабільно та не впливає на найближчі інші пристрої, що живляться від спільної мережі. Підвищення ККД перетворювачів – актуальна тема, що була актуальною протягом всієї історії електроніки. Адже це суттєво поліпшує характеристики пристрою, робить їх дешевшими у використанні, особливо там, де продукування електроенергії проблематично (північний-південний полюси) або обмежено максимальною потужністю (літаки, автомобілі, плавзасоби, ракети, космічні апарати, автономні об’єкти). Метою дисертаційного дослідження є проектування імпульсного джерела вторинного електроживлення який зможе змінювати не лише заповненість імпульсів фіксованої частоти, а й частоту імпульсів в залежності від вихідного навантаження, що дозволить, в свою чергу, зменшити динамічні втрати на перемикання силових транзисторів інвертора при низьких вихідних навантаженнях імпульсного джерела живлення. Для досягнення цієї мети необхідно було сформулювати і вирішити наступні завдання: • провести аналіз залежності коефіцієнту корисної дії (ККД) від частоти імпульсного джерела живлення; • провести аналіз стійкості системи в залежності від зміни частоти та вихідного навантаження; • проаналізувати можливі варіанти підвищення ККД джерела живлення на основі отриманих даних; • розробити навантажувальний стенд для тестування та отримання головних характеристик джерел живлення. • оцінити приріст ККД на всьому діапазоні вихідних навантажень джерела живлення. Об’єктом дослідження є можливість керування частотою роботи джерела живлення з технологією широтно-імпульсної модуляції. Предметом дослідження є модернізація та розширення функціональних можливостей ІДЖ, підвищення його ККД. Методи дослідження та досягнення позитивного результату базуються на навантажуванні та знятті параметрів реального макету при зміні частоти. Також аналітичним шляхом оцінено приріст ККД, використовуючи запропонований метод управління. Наукова новизна: полягає у розробленні нового методу підвищення ККД імпульсного блоку живлення, за рахунок керування ШІМ при різних вихідних навантаженнях. Розроблено рекомендації по створенню ІДЖ з функціями регулювання вихідної напруги, струму, потужності та частоти. Практичне значення одержаних результатів. Наведено рекомендації щодо проектування схеми управління силовими ключами (модуль розв’язки низьковольтної і високовольтної сторін, підбір силових ключів, їх принцип керування), що зменшить вплив негативних ефектів від зміни частоти. | uk |
| dc.format.page | 124 с. | uk |
| dc.identifier.citation | Пономаренко, А. В. Автоматизація автономного стенду для інженерних досліджень сейсмодатчиків : магістерська дис. : 151 Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології / Пономаренко Андрій Володимирович .- Київ, 2019. - 124 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/30742 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.subject | імпульсне джерело живлення | uk |
| dc.subject | інвертор | uk |
| dc.subject | широтно-імпульсна модуляція | uk |
| dc.subject | коефіцієнт корекції потужності | uk |
| dc.subject | операційний підсилювач додатній зворотний зв’язок, від’ємний зворотній зв’язок, інвертор, керуючий трансформатор | uk |
| dc.subject | додатній зворотний зв’язок від’ємний зворотній зв’язок | uk |
| dc.subject | інвертор | uk |
| dc.subject | керуючий трансформатор | uk |
| dc.subject | від’ємний зворотній зв’язок | uk |
| dc.subject.udc | 621.373.54 | uk |
| dc.title | Підвищення ККД лабораторного блоку живлення | uk |
| dc.type | Master Thesis | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- Ponomarenko_magistr.pdf
- Розмір:
- 3.09 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
- Опис:
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 1.86 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: