Напівпровідникові перетворювачі модуляційного типу (системне моделювання, аналіз електромагнітних процесів) - Автореферат

У звязку з цим набуває важливого значення подальший розвиток теорії системного аналізу електромагнітних процесів у НП модуляційного типу на основі розробки методів та методик системного моделювання таких процесів, створення нових структур інверторів напруги та алгоритмів управління ними у НП зі змінними та постійними вихідними напругами. Створення компютерних моделей числового та візуального відображення електромагнітних процесів у перетворювачах передбачає розробку математичного опису їхніх силових та інформаційних трактів, здатного провести аналіз електромагнітних процесів відносно енергії, яка генерується, з урахуванням структурної побудови і параметрів вихідних кіл, енергії, яка при цьому споживається, а також енергії, яка перетворюється в окремих ланках і окремими елементами перетворювачів. Рішення поставлених у дисертації задач одержано з використанням методу комутаційних функцій (як прототип при розробці методу багатопараметричних модулюючих функцій), диференціального і інтегрального числення (складання диференціальних рівнянь, визначення регулювальних характеристик НП), розроблених методів багатопараметричних модулюючих функцій, умовних рівнянь, визначення еквівалентних опорів сталих структур НП (системне моделювання та аналіз електромагнітних процесів в НП з багаторозгалуженими структурами), теорії множин (визначення системних параметрів, як аргументів багатопараметричних функцій), методу припасовування (розробка методик системного моделювання електромагнітних процесів), візуального та імітаційного моделювання (розробка математичних та компютерних моделей НП), числових методів рішення диференціальних рівнянь (визначення реакцій неперервних частин НП на відповідні функції впливу), теорії алгебраїчних рівнянь (складання схем заміщення інверторів), прийомів інтерполяції функцій (аналіз електромагнітних процесів з уточненням результатів), методу накладання (розробка методики моделювання електромагнітних процесів у вхідних колах НП). Розроблено новий метод багатопараметричних модулюючих функцій, як універсальний метод системного моделювання та аналізу електромагнітних процесів у НП модуляційного типу, заснований на представленні їхніх алгоритмічних рівнянь багатопараметричними функціями, аргументами яких є системні параметри, якими є множини силових модуляторів, інверторів, стійок силових ключів та їхніх елементів, фаз мережі живлення та вихідних напруг НП, напруг управління і час.В дисертаційній роботі отримала подальший розвиток теорія системного аналізу електромагнітних процесів у напівпровідникових перетворювачах модуляційного типу на основі розробки методів системного моделювання таких процесів, створення нових структур інверторів напруги та алгоритмів управління ними у напівпровідникових перетворювачах зі змінними та постійними вихідними напругами. Обгрунтовано доцільність подальшого розвитку теорії системного аналізу електромагнітних процесів у НП модуляційного типу, за якою дослідження, що окреслюють межі та властивості систем, котрі подають їхню цілісність і підсистемну декомпозицію при визначеній меті та зовнішніх впливах, обумовлюють розробку математичного забезпечення та створення нових методів системного моделювання електромагнітних процесів у НП зі змінними та постійними вихідними напругами. Розроблено метод багатопараметричних модулюючих функцій, заснований на представленні алгоритмічних рівнянь роботи НП багатопараметричними функціями, аргументами яких є системні параметри, які подають числові множини силових модуляторів та інверторів, стійок силових ключів та їхніх елементів, напруг та кутів управління, фаз мережі живлення та вихідних напруг і час, що забезпечує єдину методологію проведення системного моделювання та аналізу електромагнітних процесів у НП модуляційного типу як в усталених, так і в перехідних режимах роботи. Запропоновані багатопараметричні функції, які входять до алгоритмічних рівнянь роботи НП, як систем, відображають своїми дискретними параметрами їхню побудову за підсистемними складовими, що дозволяє спростити процес моделювання за рахунок узагальнення отриманих рівнянь для множин силових модуляторів, інверторів напруги, стійок силових ключів і окремих ключових елементів, при тому, що часова залежність цих функцій дозволяє віддзеркалити рух систем, їхніх підсистемних складових та елементів під дією зовнішніх впливів. Проаналізовано запропоновану узагальнену математичну модель для аналізу електромагнітних процесів у НП з багатоканальним способом перетворення параметрів електромагнітної енергії при симетричних напругах живлення, яка стала основою розроблених методик аналізу електромагнітних процесів у НП модуляційного типу в несиметричних режимах роботи, з ШІМ вихідної напруги, в перехідних режимах роботи, що забезпечують єдину системну методологією їхнього дослідження у НП зі змінними та постійними вихідними напругами і з різними видами модулюючих впливів.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ напруга електромагнітний напівпровідниковий перетворювач