Введение к работе
Актуальность темы. Опережающие темпи развития производства электроэнергии по отношению к другим ватаеиким отраслям народного хозяйства страны убедительно показиваот возрастающую роль электрификации. Одним из основных средств электрификации являются бесконтактные электрические аппарати,которые находят широкое применение в различных системах электропитания (СЗП).
Практически во всех отраслях народного хозяйства идет активное развитие потребителей,тробуювда электрическую энергию постоянного тока високого качества.
В связи с развитием полупроводникового приборостроения в последние 10-15 лет СЭП постоянного тога наиболее экономично реализуются на основе статических устройств и,в частности,на основе таких бесконтактных электрических аппаратов ісак регулятори постоянного тока (РПТ), напряжение или ток на выходе которых поддерживаются постоянными.
В настоящее время РИТ строятся по схеме с промежуточным звеном повышенной частоты. їункции звена повышенной частоты обычно выполняют ключевые преобразователи или различные типы инверторов. Среди последних наиболее широкое распространение получил инвертор напряжения 13. Однако верхняя граница рационального частотного диапазона таких звеньев в значительной мере ограничена процессами коммутации ключевых элементов и.з частности,возникающими яри этом потерями активной мощности.
Переход в целях улучшения тєхшіко-экономических характеристик к іюмутации на частотах сверхзвукового диапазона вызвал необходимость использования схем с резонансными LC-контурами. Этот класс схем позволяет получить плавную обычно близкую к синусоидальной, цюрму тока или напряжения на ключе с малыми или нулевыми значениям» в моменты коммутации.
Цель работы. Целью данной работы является создание регуляторов постоянного тоїса средней мощности о резонансной коммутацией на повышенной частоте,обладающих улучшенными технико-экономическими показателями,а также разработка инженерных методик и рекомендаций по их проектированию.
Задачи исследования. Достижение цели исследования предполагает решение следующих научно-исследовательских и инженерных . задач:
-
Выявление общих принципов построения резонансных РОТ,классификация их по наиболее существеным признакам и выбор оптимальных схемных решений для конкретных областей использования;
-
Анализ электромагнитных процессов и разработка на основе результатов методик,алгоритмов и программ оптимального расчета резонансных РОТ и отдельных его элементов;
-
Разработка математической модели для исследований динамических характеристик резонансных РОТ и проведение экспериментальных исследований;
-
Разработка и практическая реализация алгоритмов управления резонансными РОТ;
-
Доведение результатов теоретических исследований до практически реализации в условиях производства.
Научная новизна. Получены и выносятся на защиту следующие новые результаты:
1. Выявлено,что перспективными'являются схемы с коммутацией в нуле напряжения и предложено новое эффективное схемотехническое решение по реализации этого принципа па осиове резонансного инвертора тока;
. Показано,что для РОТ на базе резоансных инверторов напряжения предпочтительнее работа с частотой выше резонансной;
3. Получены аналитические выражения для статических выходных и регулировочных характеристик РОТ па оспозе резонансных инверторов тока;
6. Разработана методика оптимального проектирования рпт
на основе резонансного инвертора'тока;
5. Разработана математичесісая модель адекватно, с учетом принятых допущений,отображающая все процессы поисходядае в РОТ с коммутацией в нуле напряжения.
Практическая ценность. В результате исследований предложены принципиальные схемотехнические построения РОТ с широкими функциональными возможностями: значительным диапазоном регулирования выходных параметров при сохранении высоких маесогаба-ритньк,надежностных и динамических показателей. Разработанная методика и программа оптимального проектирования РОТ на базе резонансного инвертора тока позволяет обеспечить существенное улучшение массогабаритных показателей РЛТ.что подтверждается результатами экспериментальных иследований и внедрения в
- 5 -производство.
Реализация работы. Результати работы использовали при создании аппаратуры систем автономного электроснабжения спецкомплексов. Методики расчета использовали на ряде предприятий ГО "Прожектор" и НПО "Дельта".
Апробация. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на YIИ Всесоюзної! научно-технической конференции "Силовая полупроводниковая техника и ее применение " народной хозяйстве" (Миасс,1389г. ).6-ой ежегодной международной конференции "Высокочастотное преобразование энергии (Торонто (Канада),1991г. ),а также на заседаниях кафедры электрических и электронных аппаратов МЭИ в 1988-1992гг.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 статей и получено одно авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения,спнсіса литературы и имеет объем 212 стр. ,из них 139 стр. машинописного текста, 95 рисунков и 8 табліщ.а также 3 приложений.
Похожие диссертации на Исследование и разработка транзисторных резонансных регуляторов постоянного тока средней мощности
