автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.12, диссертация на тему:Автономные инверторы напряжения с улучшенными энергетическими характеристиками в переходных и установившихся режимах

РГ6 од

1 9 ЛПР 1393

АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ ЭЛЕКГРОДШШИКЙ

На правах рукописи

ГОРданШО Вячеслав Валентинович

АВТОНОМНЫЕ ИНВЕРТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ С УЛУЧШЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ' В ПЕРЕХОДНЫХ И УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМАХ

Специальность 05.08.12 - Полупроводниковые преобразователи электроэнергии

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

КИЕВ - 1093

Работа выполнена На кафедре промышленной влектроники Черниговского технологического тспггута.

Научный руководитель - Доктор технически! наук, профессор А* Й. ДЕНИСОВ.

Официальные отгоивйты - доктор технических наук, о. н. о.

К, к. ЛИПКОВСКИй

- кандидат технических наук, доцэнт Ю. Е. КУЛЕШОВ

Ведущая организация - НИИ электромеханических приборов, г. Киов.

Защита состоиггся "" ■ 1993 г. в час. на

заседании специализированного . Совета Д.018.30.03 Института электродинамики АН Украины < 252680, Киев - 57, пр. Победы, Бб ),

. о диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института электродинамики АН Украины.

Автореферат разослан "_/£." 1093 г.

Учения секретарь специализированного Совета, доктор технических наук

В. с. Федиа

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Область применения устройств преобразовательной техники постоянно расширяется с благодаря аозрзстэюсдом Потребностям в преобразовании электрической энергии в наиболее .рациональные для пользователя вид и форму, совершенствованию элементной базы преобразователей и систем управления ими, ■ совершенствованию методов преобразования. Однако, в ряде случаев преобразователи не отвечают требованиям к качеству электроэнергии как на их выход© так и потребляемой из питающей сети.

Поскольку вентили преобразователей работают в импульсном режиме, в спектре выходного напряжения присутствуют высшие гармони-' чес кие составляющие. Решение задгчи повышения качества зленттро-онаргии, потребляемой нагрузкок, вдет как путём совершенствования .силовой части преобразователей;, так и путем синтеза систем управ-, ления имис реализующих такие закону переключения вентилей, при-которых улучшается качество олеюрознвргии. Первое направление включает, в частности, разработку трансформэторно-ключёвых исполнительных струетур, компенсацию реактивная мощности и т. -д.

Вопросы, касающиеся законов управления вентилями, обеспечивающих соответствие качестве электроэнергии заданному критерию (минимизации коэффициента гармоник, снижению амплитуд • гармоник, ближайших к основной и т., д- чаще всего исследованы дюг стетических режимов или же разомкнутых систем. В замкнутых системах преобразовательной техники, сохранение заданного закона ^•правления вентилями целесообразно только в установившемся режи-че, если диапазон регулирования напряжения- но является широким.

3 переходных режимах работы, э тагаю при широком диапазоне регулирования необходимо обеспечить другие законы управления, которые, позволяет уменьшить длительность переходных процессов или обеспечивают благоприятсше. энергетический характеристики. При этом необходимо -использовать адаптивные- или программно-управляемые вентильные преобразователи, имеющие переменную структуру системы управления. Закон, управления,, оптимизирующий показатели энергетики к динамики, можно реализовать, а помощью либо спектрально- корреляционной обработки сигналов, либо модели системы.

Построение систе^м'управления с моделью в последние года упростилось а связи с иироким распространением быстродействующих микропроцессоров, позволяющих обрабатывать сигналы частотой сотни Герц га сложным закопай, поддерживая при этом обмен информацией а различными частями системы. Процесс регулирования сводится к

обработке ошибки, считыванию из ПЗУ заране© рассчитанных значений управляющих воздействия и пэредаче их на вентам преобразователя.

Наилучшим спектральным составом обладает выходное напряжение, сформированное с поновею амплигудао-ммпульсноя модуляции и много-зонной импульсной модуляции. Однако, в ряда практических задач ставится требования использования одного источника питания, что приводит к необходимости применения ииротко- талульсноа модуляции <НШМ> при Формировании выходного напряже1шя. Существующие разновидности ИМ либо имеют значительную долю низкочастотных гармоник в выходной спектре в установившихся и переходных режимах работы, либо, обеспечивая улучшенный гармонически^ состав выходного напряжения, но поддаются практической реализации.

Таким образок, одао из перспективных направления создания замкнутых систем электропитания, оптимальных по энергетическим к динамическим характеристикам, связано с разработкой систем управления автономными инверторами напряжения', реализующих метода! ЕИМ и обесточивающих улучшенный спектральный состав, выходного напряжения и тока нагрузки путём использования соответствующих законов управления вентилями. .

Рабщз -производилась' ' в рамках ряда хоздоговорных тем, , выполнявшихся Северо-Кавказским горнометалдургическим институтом " и Черниговским технологическим институтом по заказу КНПО "Маяк" в 1086-1990 г. г., а также а соответствии с п.1.9.2.2.1.2.9 координационного плана научных работ по комплексной проблеме "Научные основы элэетрознергетики"р на .основании которого Чериговокому технологическому инстшугу поручено разработать метода и средства управления качеством внергетичеоких и динамических характеристик полупроводниковых преобразователей. Целью настоящей работы является решение задачи улучшения качества выходного напряжения Affî в замкнутых системах олектропитания в переходных и установившихся режимах.

Поставленная даль потребовала решения следующих задач:

- разработки и исследования метода ШИМ, позволяющего улучшить гармонически! состав выходного напряжения АИН,

- определения законов управления вентилями АИН; обеспечивающих улучшенный спектр его выходного напряжения при отработке ошибки в процессе регулирования,

- разработки опособов реализации такого вида ШИМ и алгоритмов его использования в замкнутых оистемах электропитания,

- разработки и исследования методов улучшения спектра выходного напряжения АИН а переходных режимах работы замкнутых систем.

- о -

г практической реализации систем управления АИН, реализующих предложенные метода, же исследования и внедрения в системах электропитания для точных электропривода?.

Метода исследования. При анализе напряжения и тока нагрузки в треходных и установившихся режимах использовалось непрерывное преобразование Лапласа, решение систе» трансцендентных уравнения производилось численными методами- при анализе спектров сигналов применялась теория рядов и гармоническая анализ в базисах Оурье и Уолша; синтез модулирующих функция проводился с использованием матричного исчисления; пкздкрккенталышо исследования по проверке теоретических положения выполнены на лабораторном- образце. Научная новизна,'

I. Предложен для использования новыа вид широтно-импулъсноя модуляций с улучшенным гармоническим составом. Анализ показателей качества выходного напряжения АИН и тока нагрузки показал предагдаство предложенная специальной ЕШМ шред используемыми в настоящее время» . '

21 Синтезированы' модулирующие функции и рассчитаны регулировочные характеристики систему, управления АКН с использованием данной • ШШ; для них рассчитаны коэффициенты аппроксимации. •Т, Предложен метод улучшения гармонического состава выходного напряжения АЙН и тс;<э нагрузки в переходных режимах на основе цифровой фильтрации сигнала ошибки; проведен анализ показателей качества для предложенного «отода и' анализ влияния. на них пульсация напряжения питания. ' Практическая ценность.

1. Разработаны структурные схемы устройств, реализующих законы управления вентилями АИН по предложенной ИКМ, предложен алгоритм их функционирования.

2. Разработаны структурные схемы устройств, позволяющих улучшать спектр выходного напряжения АИН в переходных' режимах рзботы.

3. На основе разработанных структурных схем созданы замкнутые системы электропитания, обладающее улучшенными энергетическими показателями, лабораторные исследования' которых показали правильность теоретически* положения.

На защиту выносятся:

- новыа вид ШИМ, повволягация сформировать выходное напряжение АИН с улучшенным спектральным составом;

- методика рэсчйта коэффициентов аппроксимации различных видов модулирующих функций, позволяющих сформировать указанную ШШ-,

- метод улучшения гармонического состава выходного напряжения АИН

в замкнутых системах на основа цифровой фильтрации сигнала ошибки в переходных режимах работы;

- структурные и принципиальные схемы устройств» улучшающих энергетические показатели замкнутых систем, электропитания с (Щ в переходных и установившихся режимах, a tam& программное обеспечение приведенных микропроцессорных систем. Реализация результатов работы. Результаты исследовании были использованы при проектировании и создании систем электропитания для прецизионных .электроприводов, входящих в состав аппаратов точной магнитной записи, питающихся от сети сорзыеримой мощности,, на КНПО "Маяк", г. Киев, Реальный ' экономический эффект от внедрения составляет 100 тыс,' рублей в годЕ а ожвдаеиыв экономический эффект - 150 тыс. рублей в ценах'1990 г. Доля автора от внедрения составляет, соответственно, 25 и 30 тыс. рублей. Апробапия работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на iv и v Всесоюзных научно-технических конференциях "Проблемы преобразовательной техники" (г. Чернигов 1987 г., 1990 г.); на 11-ой и 13-оа отраслевых научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов "Метода и сродства записи и воспроизведения сигналов в системах передачи и обработки информации" (г, Киев, КНПО "Маяк", 1888 г. ъ 1690 г.); нэ 4-оя Республиканской школв-семинэр© молодых ученых и специалистов "Преобразование параметров электрической энергии в энергетических и технологических установках" (г. Алушта, 1989 г.); на научно-методическом совете по специальности "Промышленная электроника" при MB и ССО СССР <г. Черниговs 1991 г.); на семинаре "Метода и средства управления качество« энергетических и динамических характеристик полупроводниковых преобразователей" научного совета АН Украины по комплексной проблеме "Научные основы электроэнергетики" <г. Чернигов, 1888-1892 г. г.). Публикации, По результатам выполненых исследований опубликованы 10 статей и тезисов докладов, 2 научно-технических отчета, получены 2 авторских свидетельства СССР.

Структура и обЪем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 98 'страницах машинописного текста, содержит Б5 рисунков, 13 таблиц, список литературы из 93 наименований и приложения,

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введений обоснована актуальность темы, определена цель работы, наложено ев краткое содержание и приведены основные результаты.

В первой главе проведан обзор используемых в настоящее время способов построения АИН, типов модуляций их выходного напряжения и критериев оценки его качества.

Предложена новая разновидность ШИМ,- при которой выходное напряжение имеет формы, приведенные на рис. I. Середины первых импульсов соответствуют значению . где п-3,5,7... -число

импульсов на полу периоде выходного напряжения АНН. Середины остальных импульсов кратны этому значению, а интервалы проводимости вентилей изменяются по законам, обеспечивающим исключение из спектра выходного напряжения гармоник, ближаяних к основной.

Для исключения из спектра ^¡i- гармоник, ближайших к основной, решены соответствующее системы трансцендентных уравнений, описывающих амплитуда гармоник и имеющих вид:

соя э.(| - pt> - cos 3.<g ♦ pt) ♦ COJ - p, >-О ДЛЯ рИС.

cosí - - cos S-C g * * eos S-tg - P,)-O

pt) - eos 3.(5t ?() сое ЗЧу - p,)-

I a);

- eos э.(| * + eos 3>(| - Э„>«0 ДЛЯ рИС. coa 5.(| - -'CM S.tg * Pt> ♦ eos S.(£ - рг)~ I 6) ,

- со« 5.<3 ♦ ♦ сое 5.(| - ps)'»0

cos 7.(2 - ß ) - cos 71 + p ) + cos 7<{- - p )"

- so, 7.(2 ♦ PjJ » cos 7.<g - Pj)-0 И Т. Д.

Получены значения углов проводимости, обеспечивающих в указанных рабочих точках наилучший спектр выходного напряжения fit Ра Рз ß* ".У "о

п»3 7,462 43,482 - - I.04I2

г>-5 4.25S ' 8.СВ5 33,2 - 1.0311

п-7 2,750 5,291 7,367 23,753 X.QI32

При этом происходит не только исключение гармонических

составляющих выходного напряжение, но и подавление ело дующих за

ними "¿i- гармоник до уровня 10 от основной. Законы изменения

углов проводимости в процессе регулирования получены при замене

последнего уравнения каждой системы соответственно уравнениями

и •%

coS(| Г- pt3 -cos(J * pt> V ео»(| - Р,) ""Д-ТЗ- i

cosCg - э, > - eos(g * pt> * соя (J - рг) -

U •

-cose J - P2)-eosc| - - "П^ТГ- И T- Д'

• о

гда utm - постоянная амплитуда основной гармоники,

и - амплитуда' ступенчатого выходного напряжения АНН.

л

SX

I

¿f зг

ь

Ljt

~2r

■4

îî

5f

т

of

IF

0 í £

f

3Í ■ a

Я"

Л

л

A

ti

o i fftí ■¡5 Ю 10

1 A'

A.*

it

S Яг Л" /о lo

рис

i

"П

60 ■ \

/ л

50 / / /А

Г ---------

«о 30 20

(О

А

f

II

«J¿

2ST

12 А

? л

6

5

рис

и»

рис 5

и,

Рассчитаны зависимости углов управления ¡3, от относительной величины основной гармоники выходного напряжения. Эти регулировочные характеристики для трех- и пятиимпульсного на полупвриодэ выходного напряжения АЩ приведены на рис. 2, 3.

Определены диапазоны регулирования основной гармоники выходного напряжения для приведенных его форм, которые составляют от 0.02% до 6.2Я, в зависимости от требуемого качества. Значения коэффициента гармоник в рабочих точках- кр,-44.3Ж, кгв-48,1Ж, кгт-49.6£, что лучше, чем для ШУМ по синусоидальному закону.

Получены выражения для тока rl нагрузки в переходном и установившемся режимах для каждого интервала выходного напряжения АНН, на основании которых рассчитаны амплитуды и фазовые сдвиги спектральных коэффициентов тока «¿грузки: —для четных с , р . МЛ > ' œiirctg

гармоник " /TVW"

-для нечетных гармоник

. /~11* р.ц*.а*.В.„ + U

у i+n т к

4.Uo

Здесь U" п-а-соа п-а*соя п>а -соя п >а * соя П'Я )-

1С ' П й m S 4 w

амплитуда п-гармоники рассматриваемого напряжения, а

р " ^ГК- -А,'3 -Cl - в ш-х )-е"

а-углы переключения вентилей, Aj- параметр формы выходного

напряжения ЛИН, д » . «ь • (g - at)

По приведенным соотношениям проанализирован спектр тока нагрузки в переходных режимах, а такяе коэффициент гармоник по току.

Во второй главе рассмотрены способы синтеза предложенных форм выходного напряжения АЩ о использованием двусторонней модуляции второго рода. Модулирующая функция представлена в кусочно-линейном пидэ о амплитудами ступеней ви управляющие импульсы формируются по моментам сравнения ее о напряжением треугольной формы. Модулирующая функция аппроксимирована совокупностью функций Уолгаз

м

/<9> - £ [ ».<4 > " S-1CA ,0) + »„<1 ) • С»1 (1 ,0) ]

i -о

здесь »о- величина постоянной составляющей, », U >, ) - коэффициенты при четных и нечетяьгх функциях Уолза.

При г,-5 интервал дискретности модулирующей функции составляет ^ , для ее аппроксимации на 5 периода достаточно 1в функция Уолша, причем коэффициенты при являются нулевыми. Вектор коэффициентов разложения определяется как

[г ] - ^ ■ [н] • [в]

где м- порядок Функции Уолта, [и] - матрица Уолша, [э]- вектор средних значении исследуемого сигнала по интервалам дискретности. Для рассматриваемого случая

[8]-

О 2 2 э

в1 о о о

в 2 о -э

в Тогда о о о

в I вектгор спеет- 0 -2 1

в » ральных коэф- о о о

в в фициентов. Г ^ о о -г

в в [г 3- о о о

в -а 2 -1

в о о о

а -а о 1

л о о о

а о -в г

в о о о

в 0 о -1

О 0 о о

Аналогично "определены модулирующие" функции для выходного напряжение при п-3 или г>»7, а также коэффициенты разложения для них в рад Уолшэ, обеспечивающие точную аппроксимацию.

Модулирующую функцию можно синтезировать путем сложения ступенчатых импульсов ээданноя длительности. Предпочтительным является синтез путем сложения функции Уолша, поскольку их ортогональность и полнота обеспечивает возможность синтеза любого необходимого сигнала о заданной точноотью.

& системе автоматического регулирования, которая управляет работой ЛИЯ, имеющим выходное напряжение о улучшенным гармоническим составом, необходимо решить следующие задачи:

- определение амплитуду <либо среднеквадратического вначения) основной гармоники и, выходного напряжения АМН и с}шибки системы!

- расчет управляющего воздействия по заданному закону и значения амплитуда основной гармоники, которую необходимо получить на очередном периода выходного напряжения АИН в процессе регулирования;

и

- определение углов проводимости, обеспечивающих полученное значение И1ВЬ1Ч. Зависимости (1 • tf <utakíK> задаются таблично;

- расчет амплитуд ступеней модулирующей функции;

- определение требуемых коэффициентов функций caí и сложение функция Уолша о учетом полученных весовых коэффициентов;

- сравнение модулирующей функции о опорным напряжением и формирование выходного напряжения АНН.

Разработаны структуры систем управления АНН, реализующих такой алгоритм для прецизионного электродвигателя о использованием микропроцессора о программным и программно-аппаратным синтезом импульсов управления вентилями.

В третьей главе рассмотрены методы улучшения выходного спектра АНН в переходных режимах работы. Поскольку в динамике закон модуляции резко отличается от заданного, для улучшения выходного спектра ЛИН в переходных режимах прадложона цифровая фильрация сигнала ошибки.

Разработанная сиотема, управления АШ, имеющая переменную структуру приведена на рио. 4. В установившемся режиме работы цифровой фильтр отключек, замкнутая сиотема работает по известному принципу управления по отклонению; величина сигнала ошибки не превышает порогового значения, и пороговый элемент подключает ко входу сумматора выход корректирующего устройства. Сумматор производит сложение откорректированоя ошибки о модулирующей синусоидой. Вторая схема сравнения осуществляет ШИМ.

В переходных режимах работы, когда величина ошибки превышает заданное пороговое значение, переключающий элемент пропускает на вход вторвго сумматора сигнал с выхода цифрового фильтра, который изменяет спектральный состав управляющего воздействия.

Предложено, изменяя спектр сигнала ошибки на периода выходного напряжения АШ, получать на выходе цифрового фильтра:

- постоянный на периоде сигнал, пропорциональный знг-ению управляющего воздействия в заданные моменты времени;

- сигнал, пропорциональный основной гармонике управляющего воэдейотвия на периоде выходного напряжения АШ.

В первом случае цифровой фильтр должен представлять собой фиксатор нулевого порядка, выходной сигнал которого связан со входным соотношением

tl"cO-| « UCn.Ti.K , n=Otl ,2,Э, ,,

|r> .t5t.<c r,->-0 • t "

где t - текущее время, т г период квантования, коэффициент

(■Л

3D,

5Ui ■ 7L\ pUc 7

SU,

/M 15 Di

дарэдачм встроенного про по радиального регулятора.

Во втором случае выходным сигнатои цифрового фильтра является синусоида. период которой равен периоду выходного напряжения АМН. Закон моделядаи остается синусокдалышм- причем в переходных режимах спектральный состав выходного напряжения АШ улучшается и коэффициент гармоник уменьшаете«. Коэффициент гармоник выходного напряжения

С се»-9;э

I »1

- 1

вх

о;-, углы начал и концов выходных импульсов»

Анализ рассчитанных значения к. для различных видов сигнала ошибки показывает„ что, если из модулирующую синусоидальную функцию в переходном режиме накладывается синусоидальный сигнал с амплитудойР пропорциональной значение откорртстированной ошибки, то кр оказывается на 5-ЗОХ меньше, чем при использовании в качестве 110 фиксатора нулевого порядка, однако, длительность переходного процесса в первом случае больше' на величину, имеющую тот же порядок. Анализ лг для различных значений коэффициента передачи П-регулятора также показывает ухудшение кг и уменьшение времени переходного процесса в системе с фиксатором нулевого порядка по сравнению о синусоидальным значением откорректировала ошибки. Четные гармонические составляющие спектра в обоих случаях отсутствуют. В системе без Ц<5 эти гармоники имеют амплитуды, сравнимые по воличино с амплитудами ближайших нечетных гармоник.

Рассчитана зависимость спектрального соотава выходного напряжения от частоты и амплитуды пульсация питающего напряжения. Амплитуда к-оя гармоники ьк представляется суммой:

- зи . ^-чс <р. п , , . _

ьк"иы+1 т~",п V—»"в«

т 1,1

4 1Г <Р п 4 <|Г

* ^.^.в.« ^з-.^пСкх ..т«1 - Ю'Са

где икт-гГ'Г ЕСО!: <к а,)•<-»>'* , Ч' Ч> -частоты пульезция

и выходного напряжения, ^-фзэовыя сдвиг. Апэлогичное выражение получено для составляющей

Результаты показывают, что наибольшее влияние на

низкочастотную часть спектрального состава выходного напряжения

и

АНН оказывают пульсации, для которых . — >о,г. Абсолютные

пульс

значения отклонения амплитуд низкочастотных гармоник выходного спектра могут превышать 0.5 амплитуды пульсация.

Разработаны следящие САР, учитывающие иумененение напряжения на входе преобразователя, изменяющие как форму модулирующей Функции, так и параметры опорных сигналов.

Четвертая глава посвящена разработке и экспериментальным исследованиям замкнутых СУ АИН о улучшенными энергетическими харак гериотикэми.

Система управления АИН, реализующая предложенную 13 КМ, построена на базе микроконтроллера К18Х6ВЕ35, быстродействие которого удовлетворяет поставленной задаче. Аналоговыми средствами реализована только цепь обратной связи. Основные же фкнкции - (формирование требуемых адресов памяти по рассчитанному значению основной гармоники выходного напряжения и формирование длительностей выходных импульсов инвертора - выполняются программно. Приведена разработанная микропроцессорная часть СУ.

Разработан алгоритм функционирования системы и программное обеспечение о использованием ПИ-регулятора. Рассчитана база данных функций Уолша.

Разработана система управления с программно-аппаратным формированием модулирующей функции. Особенность ее в том, что алгоритм формирования сигналов управления ключами предусматривает сравнение модулирующей функции о различающимися по фазе опорными сигналами. При этом точность формирования сигналов управления выше, чем в предыдущем случае, шире диапазон регулирования выходного' напряжения.

Разработана система управления АИН со стабилизацией спектра выходного напряжения в переходных режимах, обеспечивающая возможность использования в качестве выходного сигнала регулятора как постоянной составляющей сигнала ошибки, так и его • основной гармоники.

Проведен сравнительный анализ спектрального состава выходного напряжения АЙН в переходных и установившихся режимах с теоретическими значениями. Спектры выходного напряжения АИН для разомкнутой системы хорошо согласуется с известными теоретическими спектрами и подгверадают результаты, полученные по расчетным соотношениям. Увеличение глубины модуляции, приводящее

гс твышаят чувсттгалыгосед системы,, увеличивает амплитуда всея вдгакочаототой части спектра напряжения К тока относительно авдмитуда основной гармоники.

Исоледованы спектры выходного напряжения и тока нагрузки в вамиаутой системе доя трех видов обратной связи: -OCI- обратная-связь без коррекции спектра в переходных режимах, -0С2- обратная связь с использованием фиксатора нулевого порядка, -ОСЗ- обратная связь сохраняющая закон модуляции в переходных режимах работы системы.

В замкнутой, системе с OCI (рис. 6) по сравнению о разомкнутой амплитуда третьей гармонйки оказывается на порядок меньше, остальные спектральные коэффициенты сравнимы по относительным величинам. С ростом коэффициента усиления обратной связи доля низкочастотных гармоник в спектре увеличивается. С увеличением вносимого нагрузкой фазового сдвига спектральные коэффициенты также зозрастают по величине. Применение как OG2 так .и ОСЗ улучшает спектр выходного напряжения и тока нагрузки АШ в установившемся режиме по сравнению о разомкнутой системой.

Для анализа спектра • в переходных режимах иопользовалоаь моделирование переходных процэссов. Исследуемый период переходного процесса представлялся в виде периодического сигнала с учетом начальных условий.

Сравнение спектра выходного напряжения АИН о 0CI на первом периоде переходного процесса . о раасчктанными значениями иллюстрирует рис. 6. Рассчитанные значения хорошо совпадают о измеренными» np$f этом в спектре присутствуют четные гармонические составляющие, имеющие значительные амплитуда. В приведенных на рис, 7 спектрах выходного напряжения системы о 0С2 и ОСЗ четные гармоники отсутствуют, низкочастотная часть зтих спектров имеет меньшие амплитуда гармоник, чем в случае OCI, причем лучший гармонический состав имеет выходное напряжение в случав с ОСЗ.

Экспериментально подтверждено, что при работе АИН .в установившемся режиме целесообразно использовать традиционную обратную связь, в в переходных режимах лучший гармонический соатав выходного напряжения и тока нагрузки. обеспечивают предложенные типы обратной связи.

В приложении приведены: программа работы микропроцессорной системы управления на ассемблере, программы численного решения систем трансцендентных уравнении, и расчетов спектральных коэффициентов, результаты расчетов, документы, подгаерящэющиэ внедрение

результатов работы. Заключение.

1. Предложена новая разновидность НИМ, отличающаяся фиксацией середин импульсов в заданных, ззранее рассчитанных точках и обеопе-тлваодая улучшенный спектральный состав выходного напряжения АКН.-

2. Рассчитаны нелиноаные регулировочные характеристики и рабочг-в точки АИН для предложенной ШИМ. получены выражения дяя расчета спектральных коэффициентов и коэффициентов гармоник- тока нагрузки и.выходного напряжения. Проведан анализ сшктра выходного напряжения и тока нагрузки АЙН, использующего данный ввд ШЬЬ. показаа-т& преимущества ого с точки зрения энергетических'показателей, •3. Предяодакы вида модулирующих функций в кусочно-линейном -БИДЭр '

позволяющих сформировать законы управления вентилями АКН0 улучшающе его знорготичоасие показатели, рассмотрены способы их синтеза, получены соответствующие коэффициенты аппроксимации.

Предложен, алгоритм работы системы управления АИН с улучшошшм спектральным составом выходного напряжения. Разработаны структурные схемы замкнутых систем электропитания, реализующие рассмотренныр законы управления вентилями.

5. Предложен метрд, улучшения гармонического состава выходного напряжения замкнутых систем электропитания в пароходных режшзх работы на основе цифровой фильтрации сигнала ошибки, в. Проведен анализ спектрального состава выходного напряженку и тока нагрузки АКН в' переходных • режимах работы для предложенных способов цифровой фильтрации сигнала ооиЗки, показаны их преимущества перед традиционным вйдом обратной связи.

7. Разработаны структурные схемы замкнутых систем, использующих цифровую фильтрацию сигнала ошибки в переходных режимах работы, а также структурные схемы следящих систем, уменьшающих влиянию пульсаций напряжения питания на спектр выходного напряжения.

8. Разработаны -схемы и программное обеспечение замкнутых микропроцессорных систем электропитания для точного электропривода с улучшенными энергетическими показателями,

9. Экспериментальные исследования предложенных методов показали хорошее согласование измеренного спектрального состава напряжения и тока нагрузки АИН с теоретическим, а также преимущество предложенных видов структур системы управления АИН перед традиционными.

10. Разработанные .устройства вошли в состав изделия, созданных по хоздоговорной тематике, и внедрены на КНПО "Маяк",

Публикации по теко диссертации.

1. А.с, 1348903 (CCCPJ, МКИ oIIB 15/46. .Устройство для фазирования носителя магнитной записи ✓ к,Л. Денисов, В = К Раяф-шнаидор, Е.В. Гордкешсо, A.B. Савенко, -Опубл. 30.10.87. Бюл. !("-10.

2. А< с. 1552200 (СССР). МКИ Н 02 Р 7/48 Устройство для управления и стабилизации парамэтрэз выходного напряжения преобразоозтеля, ✓А.И. Денисовс В.В, Гордаеяко, В.П„ Воятонко,

A.A. EfifepoB. -Опубл. 23.03.90. Бюл. N11.

3. Денисов A.I»., Воятенко в.П. г Гордаенкс в.В., зволинскик

B.М. Микропроцессорная система транспортирования лоты и управления бликом вращадавшся головок аппарата нагшгпюя записи, ✓■'методы и средства записи и воспроизведения сигналов в системах передачи и обработки информации : Тез. докл. п науч.-техн. конф. молод, ученых л специзл. <Киозс сеет. 1983.} - Киов : ЦООНТИ "ЭКОС", -1988.. C.35-3G..

4. Денисов А.И., Воятошга В.П., Гордиеико В.В. и др. Микропроцессорная реализация систем управления вентильными преобразователями для электроприводов аппарата магнитной записи. "Техн. средств связи. -Серия общотекккчэская. -1989.-N4. с.79-91.

5. Денисов Д.К,, Горяиодасо В.В. Стабилизация спектрального состава напряжения и тока в нагрузке автономного инвертора. " Техн. электродинамика. -1088. - MI. 0.48-52.

6. Донисов Д.И.» Гордиенко В.В. Коррекция спектра напряжения на выходе. автономного инвертора с цшротно-импульсной модуляцией. ✓✓ Те^н. электродинамика. -1990. -1Г2. - с. 57-63.

7. Дещсов А.И., Гордаенко В.В. Способы управления спектром выходного напряжения автономных инверторов.■ ss , Пробл. прообразовав техники : Тез. докл. w Всесоюз. науч.-техн. конф. (Киев, OKT. 1087 г.) - Киев: ИЭД АН УССР, 1987.-ч.п. - с.91-93.

8. Денисов А.И.„ Гордиешсо В.В. Улучшение спектрального, состава выходного напряжения АШ "а большом". ^ Пробл. преобразоват. техники : Тез. докл. tv Всесоюз. науч.-техн.' конф. (Киев, сонт, 1991 Г.) - Киов: ИЭД АН УССР. I89I.-4.iv,- с.38-39.

9. Денисов А./., Саурин A.A. Гордаенко В.В. и др. Проблемы . • развития научных исследований в области преобразовательной техники. -Киев., -198?. -39с. -{Препринт / АН УССР. Ин-т электродинамики; N545). ' '

10. Денисов А.И., Сирокко С.М., Воитепко В.П., Шмзров A.A., Гордиенко В.В; и др. Система электропитания для линейного двигателя. ✓✓ Пробл. преобразоват. техники :. Тез. докл. v

Всеооюз. науч.-техн. конф. (Киевр сент„ 1991 г.) - Киев : ГОД АН УССР, 1091. -4.lv. - с.40-42. .

II. Разработка систем автоматического регулирований частоту вращения электродвигателей бесконтактных постоянного тока. для привода блока вращающихся головок (САР-СД) и магвдтщ^ дисков (САР-Д). /А.И. Денисов,, В.К. Раафшяаадер и др., Отчет о ОКР, гос. регистр номер 01.85.0040508, Ордконикидзеs СКГМИ.. 1985,-ПОс.

12. С-аурин А.А., Гордиенко В.В.Р Савенко к.В. Оптимизация управления вентильными. . преобразователя« • методом сплаан-интерполяции. ^ Пробл. преобразоват. техники : Тез. докл. iv Всесоюз. науч.-техн. конф. 'Киепр сент. 1087 г.} - Киев : ИЭД • АН УССР. 1987. -4.V. -с.217-218.

13. Войтеяко В.П., Гордиенко В.В., Савенко А,В.С Канюка И.В. Система автоматического управления линейным ©лектроприиодом. s s Метода и средства записи и воспроизведения сигналов в системах передачи и обработки информации : Тез. докл. 13 науч.-техн. конф. молод.. ученых и специал. (Киевр сент. 1990. ) - Киев : ЦООНТИ "ЭКОС", -1990. с.35-36.

14. Разработка систем транспортирования магнитной ленты и вращения магнитных, головок 'на' базе микропроцессоров, /к.И. Денисов, В.В. Гордиенко, В.П. Войтенко, А.А. ШмароЕ-.. Отчет о НчР (заключительный)t гос. регистр номер 01.87.0057052, Чернтсвс ЧФКПИ, 1987, -И5о. • .

Личный вклад автора.

В опубликованных в соавторстве работах автору принадлежат: описание новой разновидности НИМ и способов ее формирования (75„ расчет регулировочная характеристики системы управления, анализ спектра выходного напряжения и тока нагрузки АИН, а также их коэффициентов гармоник" (5), синтез различных форм модулирующей функции, рассчет коэффициентов аппроксимации, структуры систем управления ЛШ и их алгоритмы работы (в), способ построения табличной модели (12), цифровая фильтрация сигнзла ошибки системы в переходных режимах, анализ различных вариантов ее реализации, учет влияния пульсации (8,9), разработка и исследование высокоточных систем электропитания для электроприводов различных классов с улучшенными энергетическими показателями . (3,4,10,11,13,14), разрабока общей функциональной схемы и отдельных блоков (1,2).

Соискатель

- .ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ШЙРОТНО - ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ С -ВЫБОРОЧНЫМ ИСКЛЮЧЕНИЕМ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ГАРМОНИК.

1.1. Структура и принципы выбора силовой части АМН с улучшенным выходным напряжением.

1.2. Метода модуляции выходного напряжения АШ и оценка его качества.

1.3. ШЙМ с частичным исключением низших гармоник.

1.4. Спектральный состав тока нагрузки в установившемся и переходных режимах.

1.5. Выводы.

Глава 2. ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ АИН С УЛУЧШЕННЫМ

СПЕКТРАЛЬНЫМ СОСТАВОМ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ.

2.1. Построение модулирующей фушсцйк для реализации ШШ с улучшенным /спектральным составом.,.

2.2. Системы управления АИН с повышенным качеством выходного напряжения.

2.3. Выводы.

Глава 3. УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АЙН В

ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ.

3.1. Улучшение спектрального состава выходного напряжения АИН в замкнутых системах.

3.2. Влияние цульсаций питающего напряжения на гармонический состав выходной напряжения АИН.

3.3. САР с подавлением пульсций напряжения питания.

3.3. Вывода.

--------------------------—.- 3 -

Глава 4. ЗАМКНУТЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АМН С УЛУЧШЕННЫМИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ.

4.1. Система управление АИН, реализующая специальную

ШИМ.,.

4.2. Программное обеспечение системы управления.

4.3. Микропроцессорная система управления АИН с внешним формированием сигналов управления.

4.4. Устройство стабилизации спектра выходного напряжения АИН в переходных режимах.

4.5. Спектральный состав выходного напряжения и тока

АИН в переходных и установившихся режимах.

4.6. Вывода.

Значение преобразовательной техники в промышленности, автоматизации технологических процэссов, быту постоянно увеличивается, благодаря всё возрастающим потребностям в преобразовании электрической энергии в наиболее рациональные для пользователя вид и форму, совершенствованию элементной базы вентильных преобразователей и систем управления ими, совершенствованию методов преобразования электрической энергии. Область применения вентильных преобразователей постоянно расширяется, однако, в ряде случаев они не соответствуют требованиям к качеству электроэнергии как на их выходе так и потребляемой из питающей сети/?73) 78, 79/.

Поскольку вентили преобразователей работают в импульсном режиме, в спектре их выходного напряжения (или тока), присутствуют высшие -гармонические- составляющие-, . Решение задачи повышения качества электроэнергии, потребляемой нагрузкой, идет в двух основных направлениях: путём совершенствования силовой части преобразователей и путём синтеза систем управления ими, реализующих Ф такие законы переключения вентилей, при которых улучшается качество электроэнергии. Наиболее известны в этой области работы Института электродинамики АН Украины, Московского энергетического, Киевского политехнического институтов, других научных и высших учебных заведений/40) 43 , 48 /.

Первое направление включает, в частности, разработку трансформаторно-ключевых исполнительных структур, компенсацию реактивной мощности, мощности искажений и т. д. / 34, 69/ Вопросы, касающиеся законов управления вентилями, обеспечивающих соответствие качества электроэнергии заданному критерию (минимизации коэффициента гармоник, снижению удельного веса гармоник, ближайших к основной и т. д.), чаще всего исследованы для статических режимов или ню разомкнутых систем. В замкнутых системах преобразовательной техники, особенно при наличии быстроизменяющегося сигнала ошибки, сохранение заданного закона управления вентилями целесообразно только в установившемся режиме, если диапазон регулирования напряжения не является широким.

В переходных режимах работы, а таюке при широком диапазоне регулирования необходимо обеспечить другие законы управления, которые позволяют уменьшить длительность переходных процессов или обеспечивают благоприятные энергетические характеристики. Такую возможность можно реализовать, используя адаптивные или программно- управляемые вентильные преобразователи, т. е. преобразователи с переменной структурой системы управления. При этом необходимо организовать контроль текущих параметров качества и использовать необходимый закон управления вентилями, оптимизирующий показатели ' энергетики, ж динамики. Закон управления можно, реализовать используя либо ' - спектрально-корреляционную обработку сигналов, либо модель системы//, 7//.

Построение систем управления с моделью в последние годы существенно 'упростилось в связи с широким распространением быстродействующих микропроцессоров, позволяющих обрабатывать сигналы частотой сотни Герц по сложным законам, одновременно поддерживая обмен информацией с различными частями системы. Так как при построении модели основная часть вычислений выполняется заранее, (то не возникает принципиальных затруднений с точным учётом свойств и характеристик отдельных звеньев системы. Результатом предварительных расчётов должна являться совокупность управляющих воздействий, представленная, например, в матричном вид© и хранящаяся в постоянной памяти. Процесс регулирования "сводится к обработке, ошибки, считыванию указанных значений управляющих воздействия и передаче их на вентили преобразователя.

Наилучшим спектральным составом обладает выходное напряжение , сформированное с помощью амплитудно-импульсной модуляции //¿',62/. другой перспективный путь улучшения качества выходного напряжения преобразователей связан с использованием многозонной импульсной модуляции/4 0, 43" /• Системы, использующие эти разновидности модуляции позволяют, как правило, обходиться без выходных фильтров, имеющих высокие массогабаритные показатели. Однако, в ряде практических задач выдвигается требование разработки бестрансформаторных систем электропитания, использующих один источник питания, что приводит к необходимости применения широтно-импульсной модуляции <ПШМ) при формировании выходного напряжения. Существующие разновидности ШИМ либо имеют значительную долю низкочастотных гармонических составляющих з выходном спектре в. установившихся и тем более в переходных режимах работы, либо, - обеспечивая улучшенный гармонический состав выходного напряжения, не подцаются практической реализации/^О/.

Таким образом, одно из перспективных направлений создания замкнутых систем электропитания, оптимальных по' энергетическим и динамическим характеристикам, связано с разработкой систем управления автономными инверторами напряжения (АЙН), реализующих методы ШИМ и обеспечивающих улучшенный спектральный состав выходного нвпряжения и тока нагрузки путем использования соответствующих законов управления вентилями.

Целью настоящей работы является решение задачи улучшения качества выходного напряжения АШ в замкнутых системах электропитания в переходных и установившихся режимах. •

Поставленная цель потребовала решения следующих задач: - разработки и исследования метода ШИМ, позволяющего улучшить гармонический состав выходного напряжения АЙН,

- определения законов управления вентилями АЙН, обеспечивающих улучшенный спектр его выходного напряжения при отработке ошибки в процессе регулирования,

- разработки способов реализации такого вида ШММ и алгоритмов его использования в замкнутых системах электропитания,

- разработки и исследования методов улучшения спектра выходного напряжения АИН в переходных режимах работы замкнутых систем,

- практической реализации систем управления АИН, реализующих предложенные методы, их исследования и внедрения в системах электропитания для точных электроприводов.

Работа производилась в рамках ряда- хоздоговорных тем, выполнявшихся Северо-Кавказским горнометаллургическим институтом и Черниговским технологическим институтом по заказу КНПО "Маяк" в 1988-1990 г. г., а также в соответствии с п.1.9.2,2.1.2.9 координационного плана научных работ по комплексной проблеме "Научные основы' электроэнергетики"на" основании которого Чериговскому технологическому институту поручено разработать методы и средства управления качеством энергетических и динамических,характеристик, полупроводниковых преобразователей. Методика исследований. При анализе напряжения и тока нагрузки в переходных и установившихся режимах использовалось непрерывное преобразование Лапласа, решение трансцендентных уравнений и их систем производилось численными методами; при анализе спектров сигналов применялась теория рядов и гармонический анализ в базисах "Фурье и Уолша; синтез модулирующих функций проводился с использованием матричного исчисления; экспериментальные исследования по проверке теоретических положений выполнены на лабораторном образце. Научная новизна.

I. Предложен для использования новый вид широтшэ-импульсной модуляции с улучшенным гармоническим составом. Анализ показателей качества выходного напряжения АИН и тока нагрузки показал преимущество предложенной специальной ШИМ перед используемыми в настоящее время.

2. Синтезированы модулирующие функции и рассчитаны регулировочные характеристики системы управления АИН с использованием данной ПШМ; для них рассчитаны коэффициенты аппроксимации.

3. Предложен метод улучшения гармонического состава выходного напряжения АШ и тока нагрузки в переходных режимах на основе цифровой фильтрации сигнала ошибки; проведён анализ показателей качества для предложенного метода и анализ влияния на них пульсаций напряжения питания.

Практическая ценность. I,. Разработаны структурные .схемы устройств, ~geавизующих-законы управления вентилями АИН по предложенной ШИМ', предложен алгоритм их функционирования.

2. Разработаны структурные схемы устройств, позволяющих улучшать спектр выходного напряжения АИН в переходных режимах работы.

3. На основе разработанных структурных схем созданы замкнутые системы электропитания, обладающие улучшенными энергетическими показателями, лабораторные исследования которых показали правильность теоретических положений.

Реализация результатов работы. Результаты ' исследований были использованы при проектировании и создании систем электропитания для прецизионных электроприводов, входящих в состав аппаратов точной магнитной записи, питающихся от сети соизмеримой мощности, на КНПО "Маяк", г. Киев. Реальный экономический эффект от внедрения составляет IDO тыс. рублей в год, а ожидаемый экономический эффект - 150 тыс. рублей в ценах 1990 г. Доля автора от внедрения составляет, соответственно, 25 и 30 тыс. рублей. Основные результаты работы обсуждались на iv и v Всесоюзных научно-технических конференциях "Проблемы преобразовательной техники" (г. Чернигов 1987 г., 1990 г.); на П-ой и 13-ой отраслевых научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов "'Методы и средства записи и воспроизведения сигналов в системах передачи и обработки информации" (г. Киев, КНПО "Маяк", 1988 г., 1990 г.); на 4-ой Республиканской школе-семинаре молодых учёных и специалистов "Преобразование параметров электрической энергии в энергетических и технологических установках" (г. Алушта, 1989 г.); на научно-методическом совете по специальности "Промышленная электроника"- при MB и CG0 СССР (г. Чернигов, 1991 г.); на' семинаре "Методы и средства управления качеством энергетических и динамических характеристик полупроводниковых преобразователе^"; 'научного совета ' АН Украины по ' комплексной проблеме "Научные основы электроэнергетики" (г. Чернигов,- 1988-1992 г. г.). Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 10 статей и тезисов докладов, 2 научно-технических отчета, получены 2 авторских свидетельства СССР.

Данная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложения.

Во введении обоснована актуальность темы, определена цель работы, изложено её краткое содержание и преведены основные результаты.

В первой глав© рассмотрены основные методы построения • систем электропитания на базе АИН, критерии качества их выходного напряжения. Предложен новый вид ШИМ с частичным исключением низкочастотных гармоник. Рассчитаны рабочие точки инвертора для различных форм выходного напряжения; Получены выражения для спектральных коэффициентов выходного напряжения и тока нагрузки в замкнутой системе и выражение дяя коэффициентов гармоник по току и напряжению. Получены регулировочные характеристики системы.

Во второй главе произведён синтез различных видов модулирующих функций, обеспечивающих предложенный вид ШШ при работе АЙН. Предложен алгоритм работы и структурные схемы систем электропитания с улучшенными энергетическими показателями, определены диапазоны регулирования для различных форм используемого выходного напряжения. ;

В третьей главе предложен метод улучшения гармонического состава выходного напряжения замкнутых систем с АЙН в переходных режимах работы на о с но ей; цифровой фильтрации сигнала ошибки. Предложены и описаны структурные схемы устройств, реализующих этот метод. Произведён "анализ спектра выходного " напряжения АЙН для предложенных устройств. Рассмотрений влияние пульсаций питающего напряжения на этот спектр.

Четвертая глава посвящена разработке конкретных схем, как аналоговых, так и микропроцессорных, реализующих предложенные структурные схемы, и их исследованию. Проведены сравнительный анализ предложенных решений и сравнение с теоретическими результатами.

В приложении приводятся: программы численного решения систем трансцендентных уравнений, программы расчётов спектральных коэффициентов выходного напряжения и тока нагрузки для предлагаемых структурных и схемных решенийрезультаты расчётов, программа работы микропроцессорной системы управления на ассемблере, документы, подтверждающие внедрение результатов работы.

- II

На защиту выносятся:

1. Новый вид широтно-импульсной модуляции, позволяющий сформировать выходное напряжение АИН с улучшенным спектральным составом.

2. Методика расчёта коэффициентов аппроксимации различных видов модулирующей функции, позволяющей сформировать указанную ЩММ.

3. Метод улучшения гармонического состава выходного напряжения АМН в замкнутых системах на основе цифровой фильтрации сигнала ошибки в переходных режимах работы.

4. Структурные и принципиальные схемы устройств, улучшающих энергетические показатели систем электропитания с АЙН в переходных и установившихся режимах, а также программное обеспечение приведенных микропроцессорных систем.

I. Ш№ОХНО-ШШ1ЪиНЛЯ МОДУЛЯЦИЯ О с ВЫбОГОЧНЫМ ИСКЛЮЧЕНИЕМ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ГАРМОНИК.

4.6 Выводы. ; . . .

1. Разработаны электрические принципиальные -схемы тшкропроце с сорных систем управления :АИН, входящие в замкнутую САР электропривода, разработано и отлажено программное обеспечение систем на языке ассемблера. Показана возможность синтеза модулирующей функции, обеспечивающей улучшенные энергетические показатели системы, для различных форм опорного напряжения по приведенной ранее методике.

2. Разработаны устройства, позволяющие улучшить спектральный состав выходного напряжения замкнутой системы электропитания в переходных режимах работы.

3. Результаты проведенных экпериментальных исследований хорошо совпадают с теоретическими расчетами спектральных коэффициентов и показывают преимущество предложенных способов обработки сигнала ошибки в переходных режимах перед традиционными.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей диссертационной работе получены следующие основные результаты:

1. Предложен, новый вид 11ШМ с фиксированными в определенных точках серединами импульсов выходного напряжения. Проведен анализ спектрального состава выходного напряжения и тока нагрузки АМН, использующего данный вид ШШ, показавший преимущество его перед используемыми в настоящее время видами с точки зрения• энергетических показателей.

2. Рассчитаны рабочие точки и нелинейные регулировочные характеристики АИН для предложенной ШИМ.

3. Для стационарного режима и при изменении выходного напряжения в процессе. регулирования- получены выражения для расчета спектральных коэффициентов и коэффициента гармоник тока нагрузки и выходного напряжения.

4. Предложены вида модулирующих функций в кусочно-линейном виде, позволяющих сформировать законы управления вентилями АИН, улучшающие его энеретические показатели, рассмотрены способы синтеза модулирующих функций, получены соответствующие коэффициенты аппроксимации.

5. Предложен алгоритм работы системы управления АИН с улучшенным спектральным составом выходного напряжения в динамическом режиме: Описаны разработанные структурные схемы замкнутых систем электропитания, реализующие рассмотренные законы управления вентилями.

6. Предложен метод улучшения гармонического состава выходного напряжения замкнутых систем электропитания в переходных режимах работы на основе цифровой фильтрации сигнала ошибки.

- 156

7. Проведен анализ показателей качества джя предложенного метода, а также анализ влияния на них пульсаций питающего напряжения, предложены структурные схемы следящих систем, учитывающих пульсации напряжения питания.

8. Разработаны структурные схемы систем, использующих цифровую фильтрацию сигнала ошибки в переходных режимах работы. у. Разработаны схемы и программное обеспечение замкнутых микропроцессорных систем электропитания для точного электропривода, позволяющие улучшать энергетические показатели выходного напряжения АИН.

10. Создано устройство, позволяющее улучшать спектр выходного напряжения АИН в переходных режимах работы. Экспериментальные исследования показали хорошее согласование измеренного спектрального состава с теоретическим, а также преимущество 'предложенных- видов ■ структур " системы -управления АИН ■ перед -традиционными.

11. Разработанные устройства вошли в состав изделий, созданных по хоздоговорной'тематике, и внедрены на НПО "Маяк" города Киева.

1.Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы: Учеб. пособие для вузов по спец. "Автоматика и упр. в тех. системах". -М.: Высш.шк., 1989. -263с.

2. A.c. ^ 1348903 (СССР). МКЙ в II В 15/46 Устройство для фазирования носителя магнитной записи / А.И. Денисов, В.К. Райфшнайдер, В. В. Гордиенко, A.B. Савёнко. -Опубл. 30.10.87. Бюл. №40.

3. A.c. 1552290 (СССР). МКЙ Н 02 Р 7/48 Устройство джя управления и стабилизации параметров выходного . напряжения преобразователя. /А.И. Денисов, В.В. Гордие|ко, В.П. Войтенко, A.A. Шмаров. -Опубл. 23.03.90. Бюл. MI.

4. Бас A.A., Миловзоров В. П., Мусолин А. К.- Источники вторичного электропитания с бестрансформаторным, входом. М. : Радио и связь, 1987. " • "" ' ' 1

5. Бахвалов Н.С. Численные методы. М. : Наука, 1973. -632с.

6. Белов Г.А., Кузьмин С.А., Баймужин В.А. Мощные транзисторные преобразователи постояного напряжения. //Электронная техника в автоматике /Под ред. Ю.И. Конева. М. : Радио и связь, 1986. -Вып. 17. с.142-148.

7. Буденный A.B., Лебеденко С.А., Левин A.A. и др. Повышение качества выходного напряжения с АШЙМ. // Тез. докл. iv Всесоюзн. науч-техн. ксшф. "Проблемы преобразовательной техники" (Киев, окт. 1987 г.). Киев :ИЭД АН УССР, 1987. -2т. с.52-53.

8. Булатов О.Г., Олещук В.И. Автономные тиристорнные инверторы с удучшеяной формой выходного напряжения. Кишинев : . Штиинца, -1980. -113с.

9. Титлиц М.В., Лишин . Л.Г.,' ; Видеомагнитофоны и их применение.-М. : Связь, 1980. -168с.

10. Глазенко Т.А., Синицын В.А., Толмачев В.А. Выбор частоты коммутации силовых ключей замкнутых систем автоматического регулирования с транзисторными . • широтно-импульсными преобразователями. //Электротехника. -1988. -№107 с.64-68.

11. Гостев В.И. Системы управления с цифровыми регуляторами : Справочник. К. : Техника, 1990. .

12. Гречко Э.Н.,- Тонкаль.В.Е• . Автономные инверторы модуляционного типа. -К. : Наук, думка, 1983. -304с.

13. Гречко Э.Н. Анализ переходных процесов в инверторах модуляционного типа на основе непрерывного преобразования Лапласа. //Техн. электродинамика. -1988. -N5. с.27-34. --л

14. Денисов А. И., Войтенко В. П., Гордиенко В. В. Микропроцессорная реализация систем управления вентильными преобразователями для электроприводов аппарата магнитной записи. // Техн. средств связи. -Серия общетехнкческая. -1989. -Кг4. с.79-91.

15. Денисов А.И., Гордиенко В.В. Стабилизация спектральногосостава напряжения и тока в нагрузке автономного инвертора. //т

16. T^vrr ^ да>тлггтлг» ТООО кГТ /О ССО

17. O-íXJll ■ Ulí^IV 1 ^ > i 1^1 < i « IITI unir". * .! СЛ-УС/ • ПЛ. m » trO К.1.*--' *

18. Денисов А.И., Гордиенко В.В. Коррекция спектра' напряжения на выходе автономного инвертора с широтно-импульсной-модуляцией. // Техн. электродинамика.- -1990. -NS. е.57-63'.

19. Денисов А. И., Гордиенко В. В. Способы управления спектром, выходного напряжения автономных инверторов. ' // Пробл. преобразоват. техники : Тез. докл. iv Всесоюз. науч.-техн. конф. (Киев, окт. 1987 г.) Киев : ЙЭД АН УССР, 1987. -ч.п. - . с.91-93.

20. Денисов А.И., Гордиенко В.В. Улучшение спектрального состава выходного напряжения АЙН "в большом". // Пробл. преобразоват. техники : Тез. докл. iv Всесоюз. науч.-техн. конф. (Киев, сент. 1991 г.) Киев : ИЭД АН УССР, 1991. -4.lv.с.38-39.

21. Денисов А.И., Саурин A.A.,.Гордиенко, В.В. и др. Проблемы развития научных исследований в области преобразовательной техники. -Киев., -1987. -39с. -(Препринт / АН УССР. . Ин-т электродинамики} №545).

22. Денисов А.И. , Сигарев H.H. . Области . шрепективогоприменения ортогональных функций Уолша в преобразовательной технике. -Электричество, -1983, -N7, с.25-30.

23. Денисов А.И., Сиренко С.М., Войтенко В.П. и др. Система электропитания для линейного двигателя. // Пробл. прэобразоват. техники : Тез. докл. v Всесоюз. науч.-техн. конф. (Киев, сент. 1991 г.) К$ев : ИЭД АН УССР, 1991. -4.lv. - с.40-42.

24. Дмитриков В.Ф., Петряшин Н.Б., Сивере М.А. Высоко эффективные формирователи гармонических колебаний. -М. : Радио и связь, 1988. -192с.

25. Егоров В.Н., Корженевский-Яковлев О.В., Цифровое моделирование систем электропривода.- Л. : Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. -168с. #

26. Живучесть микропроцессорных систем управления. /Н.Т. Березюк, А.Я. Тапушин, Н.И. Подлесный, К. : Техника, 1988.

27. Жуйков, И.Е. Коротеев,-В.Рябенький и. др. Замкнутые системы - преобразования ' электрической энергии ' Под ред. В.Я.Жуйкова. - К. : Техника; Братислава : Альфа, 1989. -320с.'

28. Зайцев Г.Ф. Теория автоматического управления и регулирования.- К.: Выща шк., 1989. -431с.

29. Зайцев Г.Ф., Стеклов В.К. Комбинированные следящие системы. К. : Техника, 1978. -264с.

30. Зиновьев Г.С. Критерии эффективности энергопроцессов в вентильных преобразователях. Киев, 1983. - {Препринт ИЭД АН УССР N324)

31. Зуев Е.А. Система программирования-■ Tur-ьо pascal. -M.: Радио и связь, 1991. -288с.

32. Изерман Р. Цифровые системы управления. М. : Мир, 1984. - 541с.■ <

33. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник /Г.С. Найвельт, К. Б. Мазоль,. Ч.И. Хусаипов и др. ; Под ред. Г.С. Найвельта. -М. : Радио и связь, 1985.-576с.

34. Калниболотский Ю.М., Шуйков В. Я., Солодовник А. И. Оптимальное синтезирование синусоидального напряжения. в кн. : Оптимизация преобразователей электромагнитной энергии. - К. : Наукова думка, 1976, с.15-21.

35. Карпов Р.Г., Карпов Н.Р. Преобразование и математическая обработка широтно-имцульснных сигналов. М. : Машиностроение, 1977. -168с.

36. Кобзев A.B., Михальченко Г.Я., Музыченко Н.М. Модуляционные источники питания РЭА. -Томск : Радио и связь, Томский отдел, 1990.

37. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для инженеров и научных работников. М. : Наука, 1978. -8¡JJc.

38. Лзбундов В.А., Райфшнайдер В. К. Влияние способа возбуждения автономного инвертора напряжения на характеристики двигателя с . постоянными магнитами//. Техническая электродинамика.- 1987.- ШТ. -с.56-60,93. ' "

39. Лабундов В. А.-, Ривкин Г. А., Шевченко Г. И. Электроприводы с полупроводниковым управлением: автономные тиристорные инверторы.- М., Л.: Энергия, 1967.- 160 с.

40. Лапшов H.H. Построение САР-СД видеомагнитофона наклонно-строчной записи на базе микропроцессора// Проблемы магнитной записи, радиовещания и экономики телевидения: Сб. трудов.- М., 1983. -с. 31-38.

41. Лебеденко С.А. Устойчивость преобразователей с -амплитудно-широтно-импульсной модуляцией. -Дис. . кан.-тех. наук. -Киев.: КПИ, 1988. -184с. . .

42. Левенталь Л., Сейвилл У. Програмирование на языке ассемблера для микропроцессоров 8080 и 8085: Пер. с англ. -М.: Радио и связь, 1987. -448с.

43. Левчук А.П. . Работа однофазного автономного инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией наактивно-индуктивную нагрузку. -Тех. электодинамика., -1989. -Ш. -с.46-52.

44. Литовский К.А. Трансформаторно-ключевые исполнительные структуры преобразователей переменного напряжения. Киев: Наукова думкз, 1983. - 216 с.

45. Матвеев В. А. Метод приближенного решения систем нелинейных уравнений. //Журнал вычислительной математики и математической физики, нояб.-дек.-1964. -том 4.с.982-994.

46. Мееров М.В. Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности.- М.: Физматгиз, 1959.- 284 с.

47. Микропроцессорные автоматические системьР регулирования. Основы теории и элементы. : Учебное пособие /В.В. Солодовников, В.Г/ Коньков, В.А. .Суханов, О.В. ' Шевяков; Под ред.

48. В.В.-Солодовникова. -М\.: Высш. шк., 1991. -255с.

49. Михалев А.С., • Миловзоров В.П. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока.- М.: Энергия, 1979.- 160 с.

50. Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. -М. : Энергоатомиздат, 1986. -376с.

51. Мощные транзисторные устройства повышенной частоты/А.А. Алексанян, Р.Х. Бальян, М.А. Сивере и др. -Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. -176с.

52. Мыпщ: Г. С. Шевякова Н.Б. Аппроксимация многогармонического сигнала по минимуму искажений. '•.-'Электричество. 1983. - №2 с. 51-53.

53. Никитин В.В. Расчет выходных фильтров транзисторных инверторов. -Электричество., -1966.-№5. -с.37-40.

54. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока с транзисторными коммутаторами.- Л.: Наука, 1979.- 270 о. . '

55. Олещук В.И. Спектры выходных напряжений инверторов с фазоимпульсной модуляцией выходной кривой //Техн. электродинамика. -1988. W2. - с.48-52.

56. Осин И.Л. , Колесников В.П., Юферов Ф.М. Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами. М. : Энергия, 1976. -231с.

57. Острем К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ: Пер. с англ. -М.: Мир, 1987. -480с.

58. Пар И. Т. Структуры микропроцессорных систем импульсно-фазового управления вентильными преобразователями //Электричество. -1988. N3. - с.76-78.

59. Полупроводниковые преобразователи модуляционного типа с промежуточным звеном повышенной частоты. /В.Е. Тонкаль, Л.Л. Мельничук, A.B. Новосельцев и др. Киев : Наукова думка, 1979. -252с.

60. Розанов Ю.К. Поду проводниковые преобразователи со звеномповышеной частоты М. : Энергоатомиздат, 1887.

61. Ромаш Э.М. Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. М. : Энергия, 1975.

62. Руденко B.C., Сенька В.И., Чиженко И.М. Преобразовательная техника.- Киев: Вшца школа, 1983.- 4SI с.

63. Самофалов К.Г., Викторов О.В., Кузняк А. К, Микропроцессоры К.:Техника, 1886. -287с.,

64. Следящие -приводы. . /Под ред. Б.К.' Чемоданова. - М. : Энергия, 1976. -480с. :

65. Состояние и перспективы развития теории систем точного электропривода. /Ковчин С.А., Пинчук В.М., Прихно В.И. и др.-Электричество, 1976. №5, с. 34-39.

66. Справочник по микропроцессорным устройствам. /A.A. Молчанов, В.И. Корнейчук, В.П. Тарасенко, Д.А. Россошинский.

67. К. : Техника, 1987.-288 с.

68. Справочник по средствам автоматики/ Под ред. В. Э. Низе и И.В. Антика.- М.: Энергоатомиздат, 1983.- 504 с.

69. Сташин В.В., Урусов A.B., Мологонцева О.Ф. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -224 с.

70. Супронович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок. М. : Энергоатомиздат, 1985.-136с.

71. Танский Е.А. Прецизионные системы стабилизации скоростидвигателей.- Л.: Энергия, 1975, 86 с. (Б-ка по автоматике. Вып.536).

72. Техника магнитной видеозаписи. Под ред. В.И. Пархоменко. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1978.- 400 с.

73. Тонкаль В.Е. Синтез автономных инверторов модуляционного типа. Киев : Даукова думка, 1979. -207с.

74. Тонкаль В.Е., Гречко Э.Н., Кулешов Ю.Е. Опримальный синтез автономных инверторов с амплитудно-импульсной модуляцией. Киев : Наукова думка, 1987. -220 с.

75. Тонкаль В.Е., "Липковский К.А., Мельничук Л.П. Способы улучшения качества "выходного анпряжения автономных инверторов. -Киев, 1972. -92с. (Препр./АН УССР; Ин-т элект@динамики, №49).

76. Трахтенберг P.M. Импульсные астатические системы электропривода с- дискретным управлением.- М.: Энергия, 1982.--168с.

77. Управление вентильными электроприводами постоянного тока./ Лебедев Е.Д., Пеймарк В.Е., Пистрак М.Я. и др.- М.: Энергия, 1970. -200с.

78. Усышкин Е.И. Спектры- напряжений инверторовс ШИМ. -Электричество, -1969, №1, с.12-16.

79. Федорков Б.Г., Телец A.B. Микросхемы ПАП и АЦП : Функционирование, параметры, применение. 1990. -320с.

80. Хармут X. Теория секвентного анализа. Основы и применения. -М.: Мир, 1980. -576с.88.'Хвощ С.Т., Варлинский H.H., Попов Е. А. Микропроцессоры и микро-ЭВМ в системах автоматического управления. Справочник. -Л. : Машиностроение, 1987 -640с.

81. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями. /С. Г. Герман-Галкин, В. Д. Лебедев, Б. А. Марков,Н.И. Чигорин. Л. : Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. -248 с.166 - •

82. Численны© методы, в инженерных исследованиях. /Краскевич В.Е., Зеленский К.Х., Гречко В.И. К. : Высшая школа, 1986. -263с.

83. Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения : Справочник. -2-е изд. перераб. и доп. -м.: Радио и связь, 1990. -512с.