Аналіз режимів роботи перетворювачів елктронної енергії методом функцій вільного режиму
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Аналіз режимів роботи перетворювачів елктронної енергії методом функцій вільного режиму
|
|
| Creator |
Ромашко, Володимир Якович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.12 – напівпровідникові перетворювачі електроенергії. ─ Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2010. Дисертація присвячена розробці методу аналізу електромагнітних процесів в напівпровідникових перетворювачах електричної енергії, який має меншу трудомісткість та підвищену швидкодію у порівнянні з існуючими методами. Введено новий тип часових характеристик електричного ланцюга – функції вільного режиму. Запропоновано новий спосіб описання перехідних процесів в перетворювачах на інтервалах між комутаціями, який виключає необхідність визначення сталих інтегрування при переході від інтервалу до інтервалу. Одержано універсальні рекурентні формули для розрахунку багатоступінчатих перехідних процесів в перетворювачах із сталою та змінною структурою, які суттєво зменшують трудомісткість розрахунків. На основі використання рекурентних формул запропоновано способи визначення квазіусталеного режиму роботи перетворювачів без попереднього розрахунку багатоступінчатого перехідного процесу. Запропоновано методики, алгоритми та програми для прискореного розрахунку перехідних та квазіусталених процесів в перетворювачах. Алгоритм прискореного розрахунку перехідних процесів в перетворювачах реалізовано в рамках програмного пакету MatLab. Диссертация посвящена разработке метода анализа переходных и квазиустановившихся процессов в полупроводниковых преобразователях электрической энергии с постоянной и переменной структурой, имеющего меньшую трудоемкость и повышенное быстродействие по сравнению с существующими методами. Введен новый тип временных характеристик электрической цепи - функции свободного режима. Предложен усовершенствованный способ описания переходных процессов в преобразователях на интервалах между коммутациями, при котором не требуется определять постоянные интегрирования при переходе от интервала к интервалу. На базе использования функций свободного режима получены универсальные рекуррентные формулы для определения начальних условий на границах интервлов между коммутациями, существенно уменьшающие трудоемкость расчета многоступенчатых переходных процессов в преобразователях. Показано, что разработанный метод функций свободного режима является более эффективным, по сравнению с существующими методами, если колличество интервалов (периодов) многоступенчатого переходного процесса превышает порядок диференциального уравнения n эквивалентной схемы преобразователя. С использованием метода функций свободного режима получены рекуррентные формулы для определения переменных состояния на границах периодов многоступенчатого переходного процесса. С учетом равенства в квазиустановившемся режиме численных значений переменных состояния на границах соседних периодов, получена методика расчета переменных состояния в конце периода квазиустановившегося режима, которая сводиться к решению системы n алгебраических уравнений и не требует предварительного расчета всего переходного процесса. Ее использование существенно ускоряет расчет квазиустановившего режима работы преобразователя. Разработаны методики определения функций свободного режима преобразователей аналитическими, численными и экспериментальными методами. Показано, что при введении некоторых обобщающих коэфициентов, аналитиические выражения функций свободного режима не зависят от схемы электрической цепи, а только от колличества реактивних элементов в ней. Для ряда схем наиболее часто используемых преобразователей получены общие формулы для расчета функций свободного режима. При этом расчет переходных и установившихся процессов в подобных преобразователях не требует составления и решения дифференциальных уравнений и осуществляется путем применения полученных общих формул. На основе метода функций свободного режима разработаны методики, алгоритмы и программы для ускореного расчета переходных и квазиустановившихся процессов в преобразователях, существенно ускоряющие эти расчеты и уменшающие их трудоемкость. Алгоритм ускореного расчета переходных процессов в преобразователях реализован в рамках программного пакета MatLab, что дало возможность значительно ускорить расчет переходных и установившихся процессов в преобразователях при сохранении возможности использования всех преимуществ базовой программы. Обоснована целесообразность использования алгоритма ускоренных расчетов при построении микропроцессорных систем управления преобразователей для обеспечения управления преобразователем в реальном масштабе времени, а также упреждающего управления с учетом прогноза. Результаты диссертационной работы используются при проведенни научно-исследовательских работ, в инженерной практике, а также в учебном процессе Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт». Thesis for the degree of Doctor of Science in specialty 05.09.12 - Semiconductor converters of electrical energy. - National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2010. Investigated and developed a universal method of analysis of electromagnetic processes in semiconductor electrical energy converters different types, which has higher performance compared with existing methods. Added new type of temporal characteristics of the electric circuit - the functions of a free mode. A new method describing transients in converters at intervals between switching, which eliminates the need to identify sustainable integration in the transition from interval to interval. Obtained universal recurrent formulas for calculating multistage transient in converters with constant and variable structure that significantly reduces the time of calculations. On the basis of recurrent formulas proposed methods of calculations of quasisteady-state mode in converters without calculating compound transition. Proposed methods, algorithms and software for rapid calculation of transient processes and in converters. Algorithm for fast calculation of transients in converters implemented in the software package MatLab. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2011-04-04T07:57:13Z
2011-04-04T07:57:13Z 2010 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/806
|
|
| Language |
uk
|
|