DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2020.57.055

УДК 621.324

ВИКОРИСТАННЯ МЕТОДУ УСЕРЕДНЕННЯ ДЛЯ АНАЛІЗУ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ПОСТІЙНОЇ НАПРУГИ В РЕЖИМІ ПЕРЕРИВЧАСТИХ СТРУМІВ В ІНДУКТИВНИХ ЕЛЕМЕНТАХ

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 засади методу усереднення в просторі станів із використанням теорем Лагранжа для розрахунку напівпровідникових перетворювачів постійної напруги, які працюють у режимах переривчастих струмів в індуктивних елементах. Для реалізації введеного в дослідженні припущення запропоновано заміну конденсатора у вихідних колах схеми заміщення перетворювача джерелом постійної е.р.с. Це дає змогу дістати спрощену математичну модель перетворювача для розрахунку інтегральних характеристик, яка відповідає сумісно-визначеній системі алгебраїчних рівнянь з усередненими змінними. З використанням розроблених моделей розраховано параметри понижувального, підвищувального та інвертувального перетворювачів, визначено аналітичні та графічні залежності граничних значень цих параметрів, які забезпечують заданий режим роботи. Отримані залежності дають можливість порівняння властивостей перетворювачів та вибору їхніх ефективних параметрів. Бібл. 10, рис. 3.
Ключові слова: методи розрахунку та аналізу напівпровідникових перетворювачів, метод усереднення в просторі станів, перетворювачі постійної напруги.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА УСРЕДНЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПРЕРЫВИСТЫХ ТОКАХ В ИНДУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

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

Рассмотрены основы метода усреднения в пространстве состояний с использованием теорем Лагранжа для расчета полупроводниковых преобразователей постоянного напряжения, которые работают в режимах прерывистых токов в индуктивных элементах. Для реализации введенного в исследовании допущения предложено замену конденсатора в выходных цепях схемы замещения преобразователя источником постоянной э.д.с. Это позволяет получить упрощенную математическую модель преобразователя для расчета интегральных характеристик, которая соответствует совместно-определенной системе алгебраических уравнений с усредненными переменными. С помощью разработанных моделей рассчитаны параметры понижающего, повышающего и инвертирующего преобразователей, определены аналитические и графические зависимости предельных значений этих параметров, которые обеспечивают заданный режим работы. Полученные зависимости дают возможность сравнения свойств преобразователей и выбора их эффективных параметров. Библ. 10, рис. 3.
Ключевые слова: методы расчета и анализа полупроводниковых преобразователей, метод усреднения в пространстве состояний, преобразователи постоянного напряжения.

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. 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
2. 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
3. Руденко Ю.В., Руденко Т.В. Усреднение модели импульсного преобразователя с цепью второго порядка. Пр. Ін-ту електродинаміки НАНУ. 2018. Вип. 49. С.88-97. DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2018.49.088
4. Ильин В. А., Позняк Э. Г. Линейная алгебра. М.: Физматлит, 2004. 280 с.
5. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Москва: Наука, 1984. 832 с.
6. Cuk S. Power electronics: Modelling, Analysis and Measurements. Vol.2. Create Space Independent Publishing Platform, USA, 2015. 272 p.
7. 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
8. 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
9. Кадацкий А.Ф., Русу А.П. Математическая модель электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения с широтно-импульсным методом регулирования. Наукові праці ОНАЗ ім. О.С.Попова. 2004. № 3. С. 10-16.
10. Мелешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника. Москва: Техносфера, 2006. 632 с.


Надійшла 06.10.2020

PDF