АНАЛІЗ ДИНАМІЧНИХ ОПОРІВ ПЕРЕТВОРЮВАЧА З М'ЯКИМ ПЕРЕМИКАННЯМ ДЛЯ ЖИВЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ УСТАНОВОК
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2019-4-3Ключові слова:
регульований перетворювач напруги, м'яке перемикання, вхідний і вихідний опір, вхідний фільтр, повний опір, двоконтурна система стабілізації, стійкість, каскадне з'єднання, комплексне навантаженняАнотація
Мета роботи. Оцінка динамічних опорів стабілізованого перетворювача, основана на розрахунку імпульсних джерел електроживлення за допомогою методу усереднення змінних стану і за допомогою ЕОМ. Розгляд заходів щодо збільшення вихідного опору і поліпшення параметрів перехідного процесу, підвищення його стійкості. Розгляд особливості роботи імпульсного джерела електроживлення на електричну дугу з ємністю.
Методи дослідження. Класичні частотні теорії управління та методи експериментального визначення частотних параметрів.
Отримані результати. Розглянуто питання, що виникають при проектуванні і розробці пристроїв та систем електроживлення електричної дуги - електромагнітна сумісність окремих вузлів в системі електроживлення, їх стійкість, а також стійкість всієї системи електроживлення. Розглянута особливість роботи імпульсного перетворювача напруги на комплексне навантаження. Показані причини виникнення автоколивального режиму. При необхідності для усунення автоколивань можуть бути додані елементи демпфуючого фільтра. Досліджено вплив зовнішніх зворотних зв'язків на динамічні властивості імпульсного перетворювача напруги, що працює на дугове навантаження. Для забезпечення стійкості в системі «фільтр електромагнітних завад - імпульсний перетворювач напруги» слід знижувати вихідний опір фільтра до величини меншої вхідного опору перетворювача. Отримані результати розрахунку комплексного вхідного опору імпульсного перетворювача напруги можуть бути використані для аналізу стійкості роботи системи електроживлення з вхідним фільтром радіоперешкод. Додатковий зворотний зв'язок по напрузі на дузі призводить до суттєвого збільшення вихідного опору перетворювача і до згладжування його частотної характеристики (відсутності резонансного максимуму), що дуже бажано. В цілому частотна залежність вихідного опору для двоконтурної системи більш сприятлива, ніж для одноконтурної в плані динаміки.
Наукова новизна. Застосування нових ефективних алгоритмів розрахунку і спектрального аналізу процесів в замкнутих нелінійних дискретних системах з різними видами зворотних зв’язків в режимі їх нормального функціонування до аналізу нового об'єкта.
Практична цінність. Робота має конструктивний характер і завершиться процедурою проектування регуляторів з використанням нової - натурної теорії управління для об'єктів з невизначеними параметрами.
Посилання
[1] Pilinskij, V.V. (1985). Istochniki vtorichnogo jelektro-pitanija s bestransformatornym vhodom dlja jelektronnoj apparatury. Kiev: KPI, 168.
[2] Dmitrikov, V.F., Sergeev, V.V., Samylin, I.N. (2005). Povyshenie jeffektivnosti preobrazovatel'nyh i radiotehnicheskih ustrojstv. M.: Radio i svjaz', 424.
[3] Vereshhago, E.N., Kvasnickij, V.F., Kostjuchenko, V.I. (2009). Novye topologii i sistemy upravlenija impul'snymi istochnikami pitanija dlja dugovoj nagruzki (obzor). Ch.1. [New topologies and control systems for switching power supplies for arc load (review). Part 1.]. Welding production, 1, 22 – 28.
[4] Vereshhago, E.N., Kvasnickij, V.F., Kostjuchenko, V.I. (2009). Novye topologii i sistemy upravlenija impul'snymi istochnikami pitanija dlja dugovoj nagruzki (obzor). Ch.2. [New topologies and control systems for switching power supplies for arc load (review). Part 2.]. Welding production, 10, 21 – 28.
[5] Bordry, F. (2004). Power converters: definitions, classification and converter topologies. In Proc. CAS–CERN Accelerator School and CLRC Daresbury Laboratory: Specialized CAS Courseon Power Converters, Warrington, UK, 13-41. DOI:10.5170/CERN-2006-010.13
[6] Clare, J. (2009). Advanced power converters for universal and flexible power management in future electricity networks. Power Electronics and Applications, 13th European Conference, Spain, 1-29.
[7] Ranstad, P., Nee, Hans-Peter. (2011). On dynamic effects influencing IGBT losses in soft-switching converters, IEEE Trans. Power Electron., vol. 26, 1, 260–271. DOI: 10.1109/TPEL.2010.2055581
[8] Liu, K.-H., Lee, F.C. (1990). Zero-voltage switching technique in DC-DC converters. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 5, 3, 293 – 304.
[9] Nasir, U., Rivera, M., Toledo, S., Costabeber, A., Wheeler, P. (2016). A review of power converter topologies with medium/high frequency transformers for grid interconnection systems. IEEE International Conference on Automatica (ICA-ACCA). doi:10.1109/ica-acca.2016.7778471
[10] Zulauf, G., Tong, Z., Plummer, J. D., & Rivas Davila, J.M. (2018). Active Power Device Selection in High- and Very-High-Frequency Power Converters. IEEE Transactions on Power Electronics, doi:10.1109/tpel.2018.2874420
[11] Zhdankin Viktor. (2016). Podavlenie jelektromagnitnyh pomeh vo vhodnyh cepjah preobrazovatelej postojannogo naprjazhenija. [Suppression of electromagnetic interference in the input circuits of DC / DC converters]. Components and Technology, 11, 86-93.
[12] Vereshchago, Y.N., Kostyuchenko, V.I. (2014). A physical–mathematical model of the power circuit of a plasma torch. Welding International, 28, 2, 133-139. DOI: 10.1080/09507116.2013.796664
[13] Vereshchago, Е.N., Kostyuchenko, V.I. (2014). A Simulation Model of Electric Arc. Russian Electrical Engineering. 85, 6. 376-381. DOI: 10.3103/S106837121406011X
[14] Middlebrook, R.D. (1977). Input filter consideration in design and application of switching regulators. – IEEE PESC, 36-57.
[15] Bakalov, V.P., Dmitrikov, V.F., Kruk, B.I. (2007). Osnovy teorii cepej: Uchebnik dlja vuzov; Pod red. V.P. Bakalova. 3-e izd., pererab. i dop. [Fundamentals of circuit theory: Textbook for universities]. M.: Gorjachaja linija - Telekom, 597.
[16] Wildrick, C.M., Lec, F.C., Cho, B.M., Choi, B. (1995). A method of defining the load impedance specification for a stable distributed power system. IEEE Transactions on power electronics, vol.10, 3, 280–284.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 YE.M. Vereshchaho; V.I. Vereshchaho
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
