Аналіз динамічних характеристик перетворювача, що працює на комплексне навантаження

Автор(и)

  • Eugen Vereschago Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025, Україна https://orcid.org/0000-0002-4370-7706
  • Vitalii Kostiuchenko Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025, Україна https://orcid.org/0000-0003-2128-2388
  • Sergii Novogretskyi Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025, Україна https://orcid.org/0000-0003-0240-1847

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.215145

Ключові слова:

імпульсне джерело живлення, модель, частотні характеристики, перемикання при нульовій напрузі

Анотація

Створено імітаційну модель перетворювача з м'якою комутацією транзисторів. Застосовані нові методики розрахунку і засоби вимірювання еквівалентних частотних характеристик перетворювальних пристроїв з негативним зворотним зв'язком до завдань аналізу стійкості. Наведено порівняльний аналіз розрахункових частотних характеристик перетворювача в режимі нормального функціонування з характеристиками його лінійної моделі. Розглянуто особливості розрахунку еквівалентних частотних характеристик петлевого посилення ключових пристроїв. Відзначено, що саме еквівалентні частотні характеристики петлевого посилення описують взаємозв'язок частотних властивостей з динамікою перетворювачів напруги з широтно-імпульсною модуляцією і дозволяють достовірно визначити реальні запаси стійкості, прогнозують режими генерації і відкривають можливість отримання максимального негативного зворотного зв'язку в заданій смузі частот ключових пристроїв. Немінімально-фазові властивості перетворювача істотно ускладнюють досягнення високої якості стабілізації вихідного струму (коефіцієнта стабілізації) імпульсних стабілізаторів при використанні тільки принципу управління по відхиленню. Вдале рішення задачі дає використання принципу комбінованого управління. Компенсація збурюючого впливу (зміни напруги живлення) дає значно кращий результат, ніж його парирування по ланцюгу зворотного зв'язку. Цілком реально усунути вплив вхідної напруги u(t) на вихідний струм i2 в статичному режимі (u=const) і при відсутності контуру негативного зворотного зв'язку, що і забезпечує  при u=const в сталому режимі, і забезпечити кращі динамічні властивості перетворювача. Вплив нелінійних властивостей широтно-імпульсної модуляції на стійкість проявляється в розглянутих характеристиках у вигляді додаткового фазового зсуву і резонансних сплесків в околиці субгармонік тактової частоти. Додаткові зворотні зв'язки, що вводяться в контур регулювання, дозволяють вирішувати завдання синтезу найбільш простими технічними засобами

Біографії авторів

Eugen Vereschago, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра морського приладобудування

Vitalii Kostiuchenko, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025

Кандидат технічних наук

Кафедра суднових електроенергетичних систем

Sergii Novogretskyi, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра суднових електроенергетичних систем

Посилання

  1. Milyutin, V. S., Kataev, R. F. (2016). Istochniki pitaniya i oborudovanie dlya elektricheskoy svarki plavleniem. Moscow: Akademiya, 356.
  2. Vereshchago, E. N. Fel'dsher, I. F., Kostyuchenko, V. I. (2007). Kvazirezonansnye invertory v ustroystvah elektropitaniya dlya vozdushno-plazmennoy rezki. Tekhnichna elektrodynamika, 4, 8–11.
  3. Vereshchago, E. N., Kvasnitskiy, V. F., Miroshnichenko, L. N., Pentegov, I. V. (2000). Shemotehnika invertornyh istochnikov pitaniya dlya dugovoy nagruzki. Nikolaev: UGMTU, 283.
  4. Gladkov, E. A., Brodyagin, V. N., Perkovskiy, R. A. (2014). Avtomatizatsiya svarochnyh protsessov. Moscow: Izdatel'stvo MGTU im. N. E. Baumana, 421.
  5. Wang, R.， Xue, J. (2012). Theoretical analysis for output characteristics of soft-switching arc welding inverter. Transactions of the China Welding Institution, 12 (4), 29–35.
  6. Dmitrikov, V. F., Shushpanov, D. V. (2018). Ustoychivost' i elektromagnitnaya sovmestimost' ustroystv i sistem elektropitaniya. Moscow: Nauchno-tehnicheskoe izdatel'stvo "Goryachaya liniya-Telekom", 540.
  7. Nagarajan, C., Madheswaran, M. (2011). Performance analysis of LCL-T resonant converter with fuzzy/PID controller using state space analysis. Electrical Engineering, 93 (3), 167–178. doi: https://doi.org/10.1007/s00202-011-0203-9
  8. De Simone, S. (2014). LLC Resonant Half-Bridge Converter Design Guideline. Application Note AN2450.
  9. Ridley, R. B. (2012). Power Supply Design, Volume 1: Control. Ridley Engineering, Inc., 168.
  10. Verna, S., Singh, S. K., Rao, A. G. (2013). Overview of control techniques for DC-DC converters. Research Journal of Engineering Sciences, 2 (8), 18–21.
  11. Smirnov, V. S. (2007). Ekvivalentnye chastotnye harakteristiki tranzistornyh klyuchevyh ustroystv s otritsatel'noy obratnoy svyaz'yu (matematicheskoe modelirovanie, metodika izmereniy i optimizatsii). Sankt-Peterburg: SPbGUT, 17.
  12. Belov, G. A. (2016). Comparison of the Discrete Dynamic Models of Impulse Converters. Elektrichestvo, 11, 35–43.
  13. Aleksandrov, A. G. (2010). Chastotnaya teoriya avtomaticheskogo upravleniya (chastotnoe upravlenie). Kn. 1. Moscow: EPI MISiS, 320.
  14. Shushpanov, D. V. (2005). Vysokoeffektivnye impul'snye preobrazovateli napryazheniya s ShIM i raspredelennye sistemy elektropitaniya na ih osnove. Sankt-Peterburg: SPbGUT, 17.
  15. Sidorets, V. N., Pentegov, I. V. (2013). Determinirovanniy haos v nelineynyh tsepyah s elektricheskoy dugoy. Kyiv: Mezhdunarodnaya assotsiatsiya «Svarka», 272.
  16. Vereshchago, E. N., Kostyuchenko, V. I. (2014). A simulation model of electric arc. Russian Electrical Engineering, 85 (6), 376–381. doi: https://doi.org/10.3103/s106837121406011x
  17. Korshunov, A. I. (2013). Povyshenie kachestva stabilizatsii vyhodnogo napryazheniya impul'snogo preobrazovatelya postoyannogo toka. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Priborostroenie, 56 (3), 48–57.
  18. Samylin, I. N., Smirnov, V. S., Filin, V. A. (2004). Otsenka predel'noy glubiny otritsatel'noy obratnoy svyazi v ShIM-preobrazovatelyah ponizhayushchego tipa. Prakticheskaya silovaya elektronika, 14, 12–18.
  19. Bakalov, V. P., Dmitrikov, V. F., Kruk, B. I. (2013). Osnovy teorii tsepey. Moscow: Goryachaya liniya - Telekom, 597.
  20. Vereschago, E. N., Kostyuchenko, V. I. (2019). Research of static and dynamic characteristics of a voltage converter with soft switching running on arc load. Electrical Engineering and Power Engineering, 2, 8–22. doi: https://doi.org/10.15588/1607-6761-2019-2-1

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Vereschago, E., Kostiuchenko, V., & Novogretskyi, S. (2020). Аналіз динамічних характеристик перетворювача, що працює на комплексне навантаження. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(5 (107), 23–31. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.215145

Номер

Том 5 № 5 (107) (2020): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Eugen Vereschago, Vitalii Kostiuchenko, Sergii Novogretskyi

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.