s9 46

Про інститут

DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2017.46.060

УДК 621.314.58

СТАБІЛІЗАЦІЯ ВИХІДНОЇ НАПРУГИ ОДНОФАЗНОГО ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ З НЕЛІНІЙНИМ ВИХІДНИМ ТРАНСФОРМАТОРОМ

Т.В. Мисак, канд. техн. наук
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду

Об`єктом дослідження є джерело синусоїдальної напруги, яке має в своєму складі перетворювач частоти з ШІМ та вихідним LC-фільтром і нелінійний однофазний вихідний трансформатор з ємністю на виході. Отримано математичний опис цього джерела як нелінійної сингулярно збуреної системи диференціальних рівнянь, для якої проведено редукцію. Нелінійність приведено до вигляду, який дав змогу здійснити синтез закону керування з використанням методу функцій Ляпунова. Наведено результати моделювання, проведеного з врахуванням обмежень, які впливають на технічну можливість реалізації отриманого закону керування. Бібл. 14, рис. 6.
Ключові слова: перетворювач частоти, вихідний LC-фільтр, нелінійний однофазний трансформатор, сингулярно збурена система, метод функцій Ляпунова.

ФОРМИРОВАНИЕ СИНУСОИДАЛЬНОГО ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ С НЕЛИНЕЙНЫМ ВЫХОДНЫМ ТРАНСФОРМАТОРОМ

Т.В. Мысак, канд. техн. наук
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина

Объектом исследования является источник синусоидального напряжения, который состоит из мостового преобразователя частоты с ШИМ, выходным LC-фильтром и однофазным нелинейным выходным трансформатором с конденсатором на выходе. Получено математическое описание нелинейной сингулярно возмущенной системы дифференциальных уравнений, для которой проведена редукция. Нелинейность приведена к виду, который позволил выполнить синтез закона управления с использованием метода функций Ляпунова. Представлены результаты моделирования, проведенного с учетом ограничений, влияющих на возможность технической реализации полученного закона управления. Библ. 14, рис. 6.
Ключевые слова: преобразователь частоты, выходной LC-фильтр, нелинейный однофазный трансформатор, сингулярно возмущенная система, метод функций Ляпунова.

1. Антоновская О.Г., Горюнов В.И. О выборе параметров квадратичной функции Ляпунова при решении динамических задач. Вестн. Нижегородского ун-та им. Н.И. Лобачевского. 2014. Вып. 3(1). С. 103–108.
2. Байков А.B. Mатематические модели трансформаторов при анализе силовой части электроприводов. Тр. Нижегородского гос. техн. ун-та им. Р.Е. Алексеева. Электротехника и электроэнергетика. 2013. № 5(102). С. 316–327.
3. Волянський Р., Послайко І., Садовой О. Визначення бажаного характеристичного поліному для узагальненої електромеханічної системи оптимального керування. Electric Power Engineering & Control Systems 2013 (EPECS-2013), 21–23 November 2013, Lviv, Ukraine. Р. 18–19.
4. Державин О.М., Сидорова Е.Ю. Oб одном подходе к исследованию нелинейной неавтономной сингулярно возмущенной модели динамической системы. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18, № 2(3). С. 888–890.
5. Калитин Б.С. Устойчивость неавтономных дифференциальных уравнений: Научн. изд. Минск, БГУ, 2013. 264 с.
6. Малкин И.Г. Устойчивость при постоянно действующих возмущениях. Прикладная математика и механика. 1944. Т. 8, Вып. 3. С. 241–245.
7. Мисак Т.В. Формування синусоїдальної вихідної напруги джерела живлення з вихідним трансформатором у ковзному режимі. Праці Ін-ту електродинаміки НАН України. 2016. Вип. 43. С. 91–96.
8. Михальський В.М. Засоби підвищення якості електроенергії на вході та виході перетворювачів частоти та напруги з широтно-імпульсною модуляцією. Київ: Ін-т електродинаміки НАН України, 2013. 340 с.
9. Пентегов И.В., Красножон А.В. Универсальная аппроксимация кривых намагничивания электротехнических сталей. Електротехніка і Електромеханіка. 2006. № 1. С. 66–70.
10. Прокат холоднокатаный тонколистовой. НЛМК, Липецк. 2009. 42 с.
11. Стрыгин В.В., Соболев В.А., Горлова Е.Я., Фридман Е.Я. Интегральные многообразия сингулярно возмущенных систем и некоторые их применения. Дифференциальные уравнения. 1985. Т. XXI, № 10. С. 1723–1726.
12. Ming-Shi Huang, Po-YiYeh, U-Ting Yeh, Meng-Gu Huang. Digital-Controlled Single-Phase Transformer-Based Inverter for Non-Linear Load Applications. IEEE Transactions On Industrial Informatics, Vol. 9, No. 2, May 2013. P. 1084–1093. DOI: https://doi.org/10.1109/TII.2012.2210433
13. Naidu D.S., Sen S. Singular perturbation method for the transient analysis of a transformer. Electric Power Systems Research. 1982. Vol. 5, Iss. 4. Р. 307–313.
14. Ramesh R., A.John Dhanaseely, R.Malar. Design of Single phase inverter using PID controller For nonlinear load application. International Journal of Innovative Research in Technology & Science, Vol. 2. Iss. 5. September 30, 2014. P. 55–60.