Введение к работе
Актуальность ігроблощ. Источника втсрнтного электропитания во г.-шогсм определят: пэдгкностныэ з ыаосогабарнтше показатели различных слетом.стремление к улучщэшш зтах показателей обусловило преимущественнее распространенна Е"ротно~ кшудьешх регуляторов(їїЛРЗ.Зто связано с тем,что ЩНР я'.гзэт еысоклй ЩД.на трзоуит тодлосіволящлх раднатороз больезх разборов, сие от сравнительно коболкгле г.:ассу н габарзты*
Область лргмзяензя ШИР очень шмро:аі,палрпі:гр,в радаотех-
ііііческих сссте."ах. системах аЕтсглгтэтосг.сто уппавлзюія.в о-тея-
рояриводе,в электротранспорта.бертогих автсно.':шх сгстегах
с ограїшчешшіяі знергоресурсагла п т.д. ;
вцоросов кадрякевкя прл единичных коммутациях нагрузки.ведёт к регкс.цу виходу ЖР с обратной сйязьэ(ШКС)из состояния ус-тойчішоск б зонах"захвйтывання" при периодической кощута-цин нагрузки.Это затрудняет использование ШИР для работа на периодически ко&йдутирусодю нагрузку.Наличие балластной нагрузки в определенной мере способствует ограниченна шбросоь кадрякония в ШС ярі; единичных коммутациях нагрузки,но б ііціР
6D3 ОбраїНСІІ СБЯЗ»,Практически НЄЗффЄКТіШН0,
Поэтому динамические характеристики 1ШР (особенно без обратной связи)при сбросе нагрузки требуют радикального удучшешш.
При кабросах нагрузіш иыоет место "провали'-' напряжения. Для их компенсацій лри;.:еняаг быстр одейатцукчио шнротно-нипульснца модулятори (ііш) и форспруадие устройства.Однако, це всегда целесообразно пригл-эизниэ первых,а і'л-зездшся форса-рушіие устройства малоэффективны flP2 саиде-ниях пнтаощого напряжения „Следовательно .улучшения требуют и переходные процессы в ]Щ> при иабросе нагрузки.
Для потребителей переменного напряжения с регулируемой амшіЕгудоГї л частотой,перспективно построение систем типа ' "ШРЧ-5НВЕРГ0Р" .К в этой направлении необходимо исключить искажения форма,изменения гармонического состава и амплитуд гармшнк шходного нарезанного напряжения ври периоднчешуих коммутациях нагрузки.
В связи с этим исследование и разработка ШИР с улучшен-шш динамическими характеристиками является актуальной задачей .требующей своего дальнейшего развития.
.Цель» диссертационной работы является разработка иоаих технических средств для качественного улучшения динамических характеристик IMP постоянного напряжения и систем перешиного напряженна.построенных на их основе при внезапных одиничних к периодических коммутациях нагрузки;математяческоо моделирование и экспериментальные' исследования переходных процессов в различных режимах работы ;шработка общих рекомендаций по улучакишо динамически! и " нергетичвеких характеристик .ари создании таких систем.
Для достлї.:шни;ї поставленной цела в работа решались сле-сувщш задачи:
-анализ н Br,'fiaio:u:o лпнанячоскоїі нестабильности шіход-ого шіпхташзія «зростках ;ЗЇР я светом нерешенного паяряет-іі.ч тлпа "ІНІІЧШіЗРТОР" при внезалжх гсомцутацетх нагрузки,
-разработка ярпщкпов si схспотехшіческях решоний систем остошшого я дорепопного иаяряазняіїї. на ссцогю Шїр.лозволя- ' :;і5х радакально улучиить их динамику п эноргогнчсскаэ пока-ателп при коммутациях нагрузки,
-разработка х&танатичесноіі модели цродло~.оапого ШИР л
рогракя для расчета переходных процессов при ас^зутацнях
ггрузки на ЦВМ; получение врекашпіх дгагрс-мм, ;
-расчет устойчивости, и -проведение сравшітзльного гармо-нескаго анадпза криках надрякеклй пзаостккх а предлозешгсго тотем пвремаїшого :-:апр.сг.оявл прл іс6м?дутйЦ2яг нагрузки,
-разработка иринцияов п схех-огекнпческнх решений систем їравдешт<СУ)ШНР с улучшешшш дішашчоскишг характеристикам.
Автор защищает следующие положення:
~досбходв>,-:ость и целесообразность построения охем -траїї-
СТОрШК ЕШР ПОСТОЯННОГО ПаГЇРЯЇйНІШ,П0320ЛіГ.Є'Л71Х зсіиггчнїь
бросн, выходного налрякения лря сбросе чагрузга л пере.чалря-І.ШЯ на. ией.арм очередном набросе,
-приияяпч построения .структуру лреддесешшх схем ййР СУ.обчие рекомендации,
-:'.зте:;г.т5чесісса подедирозашіа пероход.ных ітроцессоа в одяоклшом'щр при :жкутштплх-нагружав п пэдучокшо ре-льтаты и ссотзоиенкя для оптг'газацяв переходного' процесса устойчивой работы регулятора,
-принципи ал ъш о схеш їіПІР с улучшенной диламячаскимя . рактеристикаки а систем управления, -целесообразность гсрг.г.еиспгя предлсглогаюго ВІР в свете— х переменного напряжения и лринцнпкалыыо схемі'инверторов улучшенной данагсккоЯ-при коммутациях пагрузісп;срашггтель-і гармония ескяіі анатаз кркшх каходкнх налрязяїюЗ а полущив результати.
Методи исследования. Теоретические иоследовашї еыпол-и с использованием класенчеедкх кето.; .;.' анализа олектри-жзх цепеЗ.математического Моделирования и численного рас-га на цщ, матрицюй алгебри,методов гармонического анализа_
'и графоаналитического расчёта.
Достоверность теоретических: полоаешііі и выводов двс-оертаццц' подтверждена эксп&рпиентаяышщ исследованияын в лабораторных и цроіаилепшх условиях.
Научна^ новизна;
.-обоснована целесообразность учёта роста выходного на-црягэши 1Ш1? пра единичном сброса нагрузка z саренадрязенид на ней при очередной наброео и показано отрицательное влияние отого явлекші на переходной процесс црн периодической коіГау-тацва кагрузкя;показана назадалтішіюсть рошеная эгоД задаче с Еоиоцью балластной кагрузкв,ведущей к сяееєнео, КПД liilip, дополнительно^ нагреву із увеличению пульсаций напряжения,'
-цредкедеш принципа в различные структури построения US-IP с улушзшшьа данаіпіческіікв характеристикакл н СУ,
-предложена ^тематическая цодедъ шнр с улучшенной дн-наїикод яри ко^утациях. нагрузки а соотватствущке црограіііЕі расчёта переходных процессов на ЦЕЛ,
-долучені сооткохввея для онткиалького подавления пульсацій! токйз а напряжении нового ШР.аиалЕтудц выбросов вчходного валряхівніія при козщутациях нагрузки в обеспечения устойчивой работа'во всех -режимах,
-обоснована целесообразность приманеная првдложешюі'о ШИР в састеїах пореиешюго .напряжения но структура "ШИР-ШЕЗРТОР" и представлен сравнит альщіі гармонический анализ кринах впходках напряжений инверторов.
Практическая ценность, разработанная математическая модель позволяет &ЇФ8КТЕВНО и с достаточной степенью ТОЧНОСТЕ производить расчёт переходных процессов в шир с улучшенными дши^чес^ув характеристикам в различныхрекиыах работы.
Проддоаикные принципа в структури построения ШИР в СУ. а такйо-соотношэния.ооеоаечкваи; получение регуляторов с eu-сокиш динаилчесизій и анергетлчесюаді характеристиками при коммутациях нагрузки,обладающих высокой надёжностью и устойчивостью при работе с периодически коммутируемой нагрузкой.
разработанные програїлін анальзв переходит процессов в ШИР позволяет автсмагиавровать процесс, проектирования и снизить трудоёмкость разработки зтвх евстеи.
разработанные щлінцїіг.залькие схеш ШІ'Р в CJ с улучшен-iioii данііізікоіі реализовали в практических устройствах.
реализация результатов расотн. разработакк;п на осново проведении/, исследоваїипі и изготовленный оглтнс— прошшлешшії образец ШИР с улучшенными динаипчееккли характеристиками внедрён на предприятиях НТЦ"КАРГ" и ГПГ'ШУРТАН-ГАЗ".
Аіірсбздяя работы, основшо научны о я практичосяла результаты диссертационной работы докладывались и обсу.'кда- ллсъ на научных семинарах и конференции профессорско-преподавательского состава кафедры"Прогашгенкая эдектронкка" АаТУ.а такхе в АЗНШЭ см.и.Г.Есьмана.
Материалы работы является составной частью теш: "Повышение з'Йєктиеіюсте полупроводниковых, преобразователей электрической энергии" ь-но:;.ер государственной регистрация
.'30186.0135491. ' <
Публикации. Порезультатам внполнешия исследований опублвковок~Гс'татьп,по.тучеіл 2 ааторсштх свидетельства СССР па изобретение л одно положительное решенло на патент.
Структура і! объём работа. Диссертационная работа состоит из введения,четырех глав л выводов,ззлаг.оншх на 155 страницах мдашоляского текста.содергліт 40 рисунков ка 40 страшшдх, 3 таблкцн на I странице.список литературы, вхлэчаадиП 92 пакпенованпл на 7 страницах, 7 приложений па 48 страницах.Сблин объем раоота составляет 210 страниц/
Во введеная обоснована актуальность решаемых задач, сформулированы цель работа и задачи исследований.Приведено краткое с.одор.-аннэ работа.
3 первой глазе проведен обзор известных cxej.i ШИР, аналкзТх 'динамических хзрактерлепи: и выявлены об::ше недостатки.
' і зо второй гласе предложены новые технические сродства для качественного улучшения дапаг.гака импульсных регуляторов постоянного налрялпшіл ripii коммутациях нагрузки,проведен сравнительный расч'бт их КПД я обоснована.целесообразность построения систем переменного "напрягй.чгя тіійа"ЕІР-ИНЗЕІ70Р" на их основе,проведен сравнительный гармоняческіш анализ каггояяенгй этих систем.
В третьей главе разработана и --лздовака на ЦЕ'Л матемайгчёская ;,:одвль подложенного Щ1Р,рассчитана его устойчивость и получены соотношения для его оптимальной и ' устойчивее с-:лоогл,в:<рабоі;'і2і оСяхо рексаеядацш!.
В четвёртой главо данії принципи и структура построения и дриіщнпкальше сх'еш ШИР-с улучшенной дяиаывкой и светец удраьяенпя,осциллограмма переходных процессов .обоснован' шбор метода экспершептальшх исследований.
В виводах сфорадулироиаш основные закллчешзя по ж-псишешши исследованиям.
В приложениях приведеш програкш дш анализа на ІЩЛ переходных цроцассоБ.полученше временные даагракш.технические характеристики разработанного ЩИР.ал'Ш лроіщшлашюго внедрения,спецификация элементов, иепшгьаошлнщх в экспериментальной образце Шїір.