Керування напівпровідниковими перетворювачами за віброакустичними сигналами
| dc.contributor.author | Кузнєцов, Микола Миколайович | |
| dc.contributor.degreedepartment | промислової електроніки | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | електроніки | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» | uk |
| dc.date.accessioned | 2014-07-10T12:16:17Z | |
| dc.date.available | 2014-07-10T12:16:17Z | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.description.abstracten | PhD thesis in the speciality 05.09.12 – semiconductor converters of electric energy. – National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, 2014. The thesis is devoted to the development of theoretical and practical principles of multi-channel semiconductor converters channels transmitted power control technique by means of vibroacoustic signals. In the thesis mathematical models and analytical expressions for relations between the electrical and the vibroacoustic signals are developed. The selection of power transformer as a source of vibroacoustic signals is conditioned by the fact that transformers signals have sufficient intensity and contain information about the parameters of the total power transmitted by systems channels. On the base of obtained mathematical dependencies the control system was developed and three operation algorithms were investigated. The system controlled by vibroacoustic control signals in comparison with a similar system controlled by electric signals allows to reduce the number of feedback circuits on k+m-1, the number of sensors on k+m and the error in indirect power measurement on (k+m+2)/2 times, where k and m – number of monitored and controlled channels of power system, that corresponds to the number of primary and secondary windings of the transformer. The number of calculations in control algorithms is not greater than coefficient Qao value that simplifies the control system and improves the control quality for power system with multiwinding transformer of more than three windings. Basic theoretical calculations are verified by experimental data. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.12 – полупроводниковые преобразователи электроэнергии. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2014. Диссертация посвящена разработке теоретических и практических основ управления многоканальными полупроводниковыми преобразователями по мощностям потоков энергий каналов с использованием виброакустических сигналов. В диссертации разработана математическая модель многообмоточного трансформатора, учитывающая не только электрические и магнитные, но и виброакустические сигналы, что отличает предложенную модель от существующих. В модели виброакустических сигналов трансформатора учитываются колебания поверхности сердечника вследствие явления магнитострикции и поверхности обмоток как результат взаимодействия витков под действием силы Лоренца. С использованием модели получены зависимости мощностей потоков энергии, проходящих через обмотки трансформатора, и его виброакустических сигналов от изменения основных параметров модели, анализ которых показывает однозначную связь между электрическими и виброакустическими сигналами. В результате проведенного анализа выведены аналитические выражения, позволяющие рассчитывать мощности потоков энергии входных и выходных обмоток трансформатора непосредственно по параметрам сигналов колебаний поверхностей сердечника и обмоток. При этом применяются две методики: с использованием эквивалентного трансформатора, что удобно для трансформаторов с небольшим количеством обмоток, и расчет в приращениях, что рационально для трансформаторов с количеством обмоток, превышающим несколько десятков. Аналитические выражения отличаются областями применения, для которых они обеспечивают минимальную трудоемкость расчетов. Также получены передаточные функции, в которых выходными сигналами выступают ампер-витки первичных, вторичных обмоток и индукции сердечника трансформатора, а входными – функции колебаний его поверхностей. Функции выведены с использованием метода гармонического баланса и характеристик, полученных с помощью разработанной модели трансформатора. Предложенные передаточные функции позволяют расширить возможности анализа процессов в системе питания. Выбор силового трансформатора как источника сигналов обратной связи для задач управления обусловлен тем, что сигналы трансформатора имеют достаточную интенсивность и содержат информацию об обобщенных параметрах электроэнергии каналов многоканальной системы питания. Предложенные аналитические выражения и передаточные функции, по сравнению с методикой расчета мощностей с использованием напряжений и токов обмоток, позволяют уменьшить погрешность косвенных измерений мощности в (k+m+2)/2 раза, где k и m – количество первичных и вторичных обмоток трансформатора, при непревышении количеством арифметических операций значения коэффициента Qao, которое зависит от выбранной методики расчета. На основе полученных зависимостей предложена система управления и исследованы три алгоритма ее работы в среде Simulink. За счет использования меньшего количества датчиков и силового трансформатора многоканальной системы питания как устройства, в котором суммируются потоки энергии всех каналов системы, разработанная система управления по виброакустическим сигналам позволяет уменьшить количество обратных связей на k+m-1 и количество датчиков на k+m, где k и m – количество контролируемых и управляемых каналов системы питания. Использование виброакустических сигналов в разработанных алгоритмах управления по мощности позволяет упростить систему управления и повысить эффективность управления системой питания с многообмоточным трансформатором с количеством обмоток более трех. Для проверки теоретических выкладок проведены экспериментальные исследования спектров вибраций двух трансформаторов, в результате подтверждена адекватность моделирования виброакустических сигналов в разработанной модели трансформатора. Корректность моделирования виброакустических сигналов свидетельствует о корректности определения мощностей потоков энергии трансформатора, а следовательно и метода управления многоканальным преобразователем по мощности с использованием виброакустических сигналов в целом. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.12 – напівпровідникові перетворювачі електроенергії. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2014. Дисертація присвячена розробці теоретичних і практичних засад керування багатоканальними напівпровідниковими перетворювачами по потужностях потоків енергій каналів за віброакустичними сигналами. В роботі розроблено математичні моделі та виведено аналітичні вирази, що однозначно пов’язують електричні сигнали з віброакустичними. Вибір силового трансформатора як джерела віброакустичних сигналів обумовлений тим, що його сигнали мають достатню інтенсивність і містять інформацію про узагальнені параметри електроенергії каналів багатоканальної системи живлення. На основі отриманих залежностей запропоновано систему керування та досліджено три алгоритми її роботи. Розроблена система керування, в якій, порівняно з аналогічною системою з керуванням за електричними сигналами, зменшено кількість зворотних зв’язків на k + m - 1, кількість датчиків на k + m та похибку непрямих вимірів потужності у (k + m + 2)/2 рази, де k та m – кількість контрольованих та керованих каналів системи живлення, яка відповідає кількості первинних та вторинних обмоток трансформатора. При цьому кількості арифметичних операцій в алгоритмах керування не перевищують значення коефіцієнту Qao, що дозволяє спростити систему керування та підвищити ефективність керування системою живлення з багатообмотковим трансформатором з кількістю обмоток понад три. Основні теоретичні викладки роботи узгоджуються з експериментальними даними. | uk |
| dc.format.page | 23 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/8125 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 621.314 | uk |
| dc.title | Керування напівпровідниковими перетворювачами за віброакустичними сигналами | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.09.12 – напівпровідникові перетворювачі електроенергії | uk |