Аналіз електромагнітних процесів в інверторі напруги з LC-фільтром на виході, що працює на нелінійне навантаження. Визначення точок комутації інвертора напруги та алгоритмів управління джерелом резервного живлення з урахуванням структури силової схеми.
Аннотация к работе
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Резервне джерело змінної напруги для живлення відповідальних споживачівОднак ці пристрої не забезпечують необхідний коефіцієнт несинусоїдальності напруги при роботі на нелінійне навантаження, а також впливають на джерело автономного живлення, що обумовлюється імпульсним характером споживаного струму. Тенденція посилення вимог до якості електроенергії, ріст кількості систем, які вимагають гарантованого живлення високоякісною енергією та практична відсутність вітчизняних перетворювачів цього класу на ринку України дозволяють спрогнозувати ріст попиту на системи резервного живлення з підвищеним рівнем електромагнітної сумісності. Таким чином, актуальними є дослідження та розробка резервних джерел змінної напруги з поліпшеним рівнем електромагнітної сумісності (ЕМС) із джерелами електричної енергії та навантаженням, що визначило напрямок дисертаційного дослідження. Здобувач був відповідальним виконавцем НДР МОН України: «Розробка та дослідження перетворювачів з синусоїдальною вихідною напругою» (№ДР 0105U000586); «Дослідження та теоретичні основи створення перетворювачів з синусоїдальною вихідною напругою, що мають електромагнітну сумісність з мережею живлення» (№ДР 0108U001456) та госпдоговірною науково-дослідною роботою «Розробка перетворювача 60 В постійного струму (акумуляторна батарея) - 220 В 50 Гц» (ДП «ХПЗ ім. Метою дисертаційної роботи є розвиток теорії резервних джерел змінної напруги, що мають високі динамічні показники та поліпшений рівень електромагнітної сумісності із джерелами електричної енергії та навантаженням і застосовуються для живлення відповідальних споживачів.На інтервалі провідності діодів t1-t2 вихідний конденсатор випрямляча підключається до конденсатора фільтра інвертора, при цьому напруга на виході інвертора дорівнює напрузі на навантаженні випрямляча за винятком падіння напруги на фільтрі і носить коливальний або аперіодичний характер в залежності від параметрів LC-фільтра. Ще один фактор, що впливає на форму вихідної напруги інвертора, це слабко демпфірувані коливання в LC-фільтрі, які виникають у момент зникнення струму. (2) де r - опір, що враховує втрати в дроселі; Rs - опір, що враховує втрати у випрямлячі, k=3,355 - коефіцієнт, що враховує вплив дроселя фільтра L на струм в діодах випрямляча. Для зменшення впливу навантаження на вихідну напругу перетворювача, що формує синусоїдальну напругу, необхідно вибирати параметри вихідного фільтра таким чином, щоб мінімізувати вплив його на процеси, що протікають у навантаженні. Цей струм складається зі струму навантаження IL та струму що протікає в конденсатор ІС, який розкладається на струм першої гармоніки IC1 та струм вищих гармонік ICN, який дорівнює пульсаціям струму на дроселі.На основі аналізу структур резервних джерел змінної напруги синтезовано нову структуру резервного джерела змінної напруги, яка на відмінну від існуючих: використовує АБ, що входить до складу джерела живлення відповідального споживача; має буферний накопичувач енергії. При застосуванні даної структури, досягається високий рівень електромагнітної сумісності з джерелами електричної енергії та навантаженням. Зроблено аналіз електромагнітних процесів в інверторі напруги з урахуванням LC-фільтра та навантаження, в результаті чого отримана залежність кута відсічки від потужності навантаження та параметрів LC-фільтра, яка дозволяє визначити параметри вихідного фільтра інвертора напруги. Зроблено аналіз втрат в силових ключах АІН, визначено діючий струм, що протікає в ключі, отримано залежність для визначення потужності втрат при включені та статичних втрат в ключах АІН с LC-фільтром та синусоїдальною ШІМ. Розроблено нові теоретичні положення та рекомендації по розрахунку параметрів вихідного LC-фільтра інвертора напруги, який забезпечує електромагнітну сумісність перетворювача з навантаженням, які враховують змінну структуру перетворювальної системи при роботі на нелінійне навантаження.