Clean Power

Ukrainian (UA)English (United Kingdom)

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ


ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ

Про інститут

DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2020.56.064

УДК 621.324

ОСОБЛИВОСТІ РОЗРАХУНКУ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ПОСТІЙНОЇ НАПРУГИ НА ОСНОВІ УСЕРЕДНЕННЯ В ПРОСТОРІ СТАНІВ

Ю.В. Руденко*, докт.техн.наук
Інститут електродинаміки НАН України,
пр.Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна,
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду
* ORCID ID : http://orcid.org/0000-0003-1852-215X

Розглянуто застосування методу усереднення в просторі станів з використанням теорем Лагранжа для розрахунку напівпровідникових перетворювачів постійної напруги у формалізованому матричному вигляді. Отримано аналітичні вирази для розрахунку середніх та пульсаційних складових змінних станів при двоінтервальних процесах в однотактних перетворювачах. Для ілюстрації визначено матричні коефіцієнти моделі з усередненими змінними для понижувального перетворювача в режимі безперервних струмів дроселя. Показано переваги розглянутого методу з використанням теорем Лагранжа, які характеризуються щонайменше в шість разів меншою трудомісткістю розрахунків порівняно з традиційними методами на основі розв’язання диференціальних рівнянь (методу припасовування) та можливістю розрахунку пульсаційних складових порівняно з класичними методами усереднення. Бібл. 12, рис. 2, табл. 2.
Ключові слова: методи розрахунку та аналізу напівпровідникових перетворювачів, метод усереднення в просторі станів, однотактні напівпровідникові перетворювачі.



ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ УСРЕДНЕНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ СОСТОЯНИЙ

Ю.В. Руденко, докт.техн.наук
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев, 03057, Украина,
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду

Рассмотрено применение метода усреднения в пространстве состояний с использованием теорем Лагранжа для расчета полупроводниковых преобразователей постоянного напряжения в формализованном матричном виде. Получены аналитические выражения для расчета средних и пульсационных составляющих переменных состояний при двухинтервальных процессах в однотактных преобразователях. Для иллюстрации определены матричные коэффициенты модели с усредненными переменными для понижающего преобразователя в режиме беспрерывных токов дросселя. Показаны преимущества рассмотренного метода с использованием теорем Лагранжа, которые характеризуются по меньшей мере в шесть раз меньшей трудоемкостью расчетов по сравнению с традиционными методами на основе решения дифференциальных уравнений (метод припасовывания) и возможностью расчета пульсационных составляющих по сравнению с классическими методами усреднения. Библ. 12, рис. 2, табл. 2.
Ключевые слова: методы расчета и анализа полупроводниковых преобразователей, метод усреднения в пространстве состояний, однотактные полупроводниковые преобразователи.

Фінансується за держбюджетною темою "Розвиток теорії та наукове обґрунтування принципів побудови потужних імпульсних напівпровідникових перетворювачів з нелінійним динамічним навантаженням модульної структури" (Джерело-3), державний реєстраційний номер роботи 0119U001289. КПКВК 6541030.



Література
1. Баховцев И.А. Микропроцессорные системы управления устройствами силовой электроники. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2018. 219 с.
2. Cuk S. Power electronics: Modelling, Analysis and Measurements. Create Space Independent Publishing Platform, USA, 2015. Vol.2. 272 p.
3. Makcimovich D., Stankovich A., Thottuvelil V., Verghese G. Modeling and Simulation of Power Electronic Converters. IEEE Proceedings. Vol. 89. No. 6. 2001. Pp. 898–912. DOI: https://doi.org/10.1109/5.931486
4. Emadi A. Modeling and analysis of multiconverter DC power electronic systems using the generalized state-space averaging methods. IEEE Trans. Industrial Electronics. 2004. Vol.51. Issue 3. Pp. 661–668. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2004.825339
5. Janke W. Averaged models of pulse-modulated DC-DC power converters. Technical University of Koszalin, Poland, Archives of Electrical Engineering, Vol. 61(4). 2012. Pp. 609–631. DOI: https://doi.org/10.2478/v10171-012-0045-8
6. Руденко Ю.В. Способ усреднения модели импульсных преобразователей постоянного напряжения. Технічна електродинаміка. 2017. № 3. С. 42–48. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2017.03.042
7. Руденко Ю.В. Усреднение модели двухтактного преобразователя постоянного напряжения. Технічна електродинаміка. 2018. № 1. С. 37–46. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2018.01.037
8. Маляр В.С. Теоретичні закони електротехніки. Електричні кола. Львів: Вид-во Львівської політехніки, 2012. 312 с.
9. Руденко В.С., Жуйков В.Я., Сучик В.Е. Аналіз процесів в напівпровідникових перетворювачах на основі графів. Київ: Вид-во НТУ України «КПІ», 2010. 68 с.
10. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Москва: Наука, 1984. 832 с.
11. Руденко Ю.В., Руденко Т.В. Усреднение модели импульсного преобразователя с цепью второго порядка. Праці Інституту електродинаміки НАНУ. 2018. Вип. 49. С. 88–97. DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2018.49.088
12. Руденко В.С., Жуйков В.Я., Коротеев И.Е. Расчет устройств преобразовательной техники. Киев: Техніка, 1980. 135 с.

Надійшла 18.05.2020

PDF