автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Исследование и разработка бортовых трансформаторно-выпрямительных устройств с многоканальным преобразующим трактом

□□3483789

На правах рукописи

КОНЯХИН Сергей Федорович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА БОРТОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНО-ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ С МНОГОКАНАЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗУЮЩИМ ТРАКТОМ

Специальность: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 з ноя ?,

Москва - 2009

003483789

Работа выполнена на кафедре "Электротехнические комплексы автономных объектов - ЭКАО" ГОУ ВПО "Московский энергетический институт - МЭИ (Технический университет - ТУ").

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Мыцык Геннадий Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Пречисский Владимир Антонович, доктор технических наук, профессор Резников Станислав Борисович

Ведущая организация: ФГУП "ГОКБ "Прожектор"

Защита диссертации состоится $ декабря 2009 г. на заседании диссертационного совета Д212.157.07 в Московском авиационном институте (Государственном техническом университете) по адресу: 125993 г. Москва, А-80, ГСП-3 Волоколамское шоссе, д. 4, ученый совет МАИ.

С диссертацией можно знакомиться в библиотеке Московского авиационного института (Государственного технического университета).

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью организации просим направить по указанному выше адресу.

Автореферат разослан OV ч 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.157.07 к.т.н., доцент

А. Б. Кондратьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Периодическая смена поколений техники является закономерностью развития технических устройств и систем. Учет этого закона требует непрерывного совершенствования их показателей качества, поскольку только непрерывное движение в этом направлении может обеспечить развитие и конкурентоспособность продукции.

Актуальность проблемы. Трансформаторно-выпрямительные устройства (ТВУ), совершенствованию которых посвящена настоящая работа, по масштабам применения занимают заметное место в системах электроснабжения летательных аппаратов (ЛА) различных типов. В зависимости от типа ЛА единичная мощность этого электротехнического устройства может доходить до 10 кВт и более. Практика показала, что наиболее приемлемым решением здесь является схема ТВУ с двухканальным преобразующим трактом (1=2) с суммированием токов каналов, обеспечивающая (в идеале) пульсность выпрямленного напряжения т1Э=12. Особенностью ТВУ авиационного применения является повышенное значение вольт на виток во вторичных обмотках трансформаторного узла. При практической реализации фактор целочисленности витков затрудняет точное выполнение проектных условий, обеспечивающих требуемые параметры двух 3-х фазных систем напряжений - их фазовый сдвиг на угол я/6, а также равенство амплитуд напряжений и модулей фазных сопротивлений каналов. В результате, как установлено в настоящей работе, в практических решениях из-за этих факторов может возникать глубокая разбалансировка токов каналов, которая проявляется в перегрузке одного из каналов и разгрузке другого и которая возрастает с увеличением мощности ТВУ. Это явление, в конечном счете, приводит к ухудшению его удельного массового показателя, КПД и качества, как выходного, так и входного токов. Поэтому повышение эффективности таких решений путем выявления и устранения всех разбалансирующих факторов является актуальной задачей.

Целью работы и задачами исследования являются исследование возможностей улучшения показателей качества одного класса электротехнических устройств авиационного применения - трансфрматорно-выпрями-тельных устройств (ТВУ), разработка на этой основе более эффективных решений, создание для них информационно-модельного описания, необходимого для проектирования, и внедрение этих решений в практику.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач используются: концепция многоканального преобразования энергетического потока, методы технического творчества, общие положения теории электрических цепей, математический аппарат рядов Фурье, разделы дифференциального и интегрального исчисления, имитационное компьютерное моделирование, физическое (натурное) моделирование.

При структурном и параметрическом синтезе используется критериальный базис, принятый в авиационной электротехнике.

Достоверность основных положений диссертации подтверждается тем, что они не противоречат основным положениям электротехнических знаний, и хорошим совпадением теоретически полученных результатов с результатами имитационного и физического моделирования.

Научная новизна работы.

1. На основе обзора, систематизации и сопоставительного анализа известных решений бортовых ТВУ показано, что все они имеют тот или иной недостаток, отрицательно влияющий на их удельный массовый показатель и не позволяющий получить "идеальный конечный результат" в соответствии с проектным замыслом.

2. Показано, что в идеале - при выполнении проектных условий по симметрии двух систем напряжений на входе двух выпрямительных мостов, наименьшую суммарную габаритную (типовую) мощность имеют ТВУ с двумя вторичными обмотками с топологией "звезда" и "треугольник" и с двухобмоточным уравнительным реактором (трансфильтром) в цепи постоянного тока (.1-ТВУ(+ТР2). Это решение по показателям качества и по совокупности существенных признаков является ближайшим прототипом по отношению к разработанному в настоящей работе новому, более эффективному решению.

3. Впервые установлено, что реально, при практической реализации известного решения-прототипа ТВУ из-за практически неустранимой амплитудной асимметрии напряжений и из-за неравенства сопротивлений каналов, происходит сильная разбалансировка токов каналов - разгрузка по току одного канала и перегрузка другого. Имитационным моделированием и экспериментально показано, что при реальных значениях ассим-метрирующих факторов (АФ) коэффициент перегрузки (разбалансировки -Кгнм), определяемый как отношение большего тока (одного канала - Г со) к меньшему току (другого канала - Г'м), может превышать значение Кщи)= Л/о / Г'<ю =3.

4. Представлены результаты аналитического исследования влияния АФ на уровень разбалансировки токов каналов и показана невозможность обеспечить симметрию работы каналов параметрическим способом.

5. Разработана серия новых решений ¿-ТВУ с канальностью 1=2, Ь=3, 1=4, в которых явление разбалансировки токов каналов принципиально устранено. При Ь-2 существо технического решения заключается в установке трех однофазных (двухобмоточных - 3 ТР2~) трансфильтров на входе мостов, вместо однофазного (двухобмоточного - на их выходе. Новизна и полезность решений подтверждена патентами.

6. На основе имитационного компьютерного моделирования нового Ь-ТВУ (с 1=2 и ЗГ/^) детально исследована и описана физика происходящих в нем новых рабочих процессов, на этой основе разработано необходимое при проектировании модельное описание трансфильтра нового типа и предложена методика его проектирования и ТВУ в целом.

7. Показано, что новое ¿-ТВУ характеризуется наименьшей суммарной габаритной мощностью моточных изделий (трехфазного трансформа-

тора и трансфильтра) в сравнении со всеми альтернативными вариантами.

Практическая ценность.

1. Предложенное новое ТВУ обеспечивает выполнение возложенной на него функциональной задачи и имеет при этом наименьшую (теоретическую) установленную мощность оборудования (моточных изделий и диодов) и, как следствие, наилучший удельный массовый показатель.

2. По точности выполнения функциональной задачи разработанные и исследованные решения ТВУ целесообразно использовать не только в авиационной электротехнике, где в наибольшей мере проявляется их эффективность, но и во всех других областях, где они применяются.

Новые решения ТВУ, как наиболее эффективные, по сути, могут успешно заменить широко описанные в технической литературе, включая учебники, известные ТВУ многоканального типа (с уравнительными реакторами на выходе мостовых выпрямителей).

Реализация результатов работы.

¿-ТВУ с L=2 и трансфильтром 3TF2= принято к внедрению в ОАО АКБ "Якорь": разработка прошла стадию ОКР, изготовлена опытная партия ТВУ, проведены предварительные испытания.

Разработанное информационно-модельное описание и методика проектирования нового двухканального I-ТВУ используются в учебном процессе на кафедре "Электротехнические комплексы автономных объектов -ЭКАО" Московского энергетического института - МЭИ (ТУ) и могут быть использованы в инженерной практике.

Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось и обсуждалось: На XI Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва, МЭИ, 2005г.); на научно-технической конференции "Системы и источники вторичного электропитания и элементная база для них" (Санкт-Петербург, 2005 г.); на 11 научно-технической конференции "Системы и источники вторичного электропитания и элементная база для них" (Санкт-Петербург, 2006 г.); на расширенном заседании кафедры "Электротехнические комплексы автономных объектов - ЭКАО" Московского энергетического института (Технического университета).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ (среди них 1 патент на полезную модель и 3 патента на изобретение).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Результаты сопоставительного анализа известных решений ТВУ с многоканальным преобразующим трактом по габаритной мощности трансформаторов и трансфильтров.

2. Результаты исследования влияния ассимметрирующих факторов на несимметричную загрузку (разбалансировку) токов каналов

3. Новая структурно-алгоритмическая организация ТВУ, по эффективности превосходящая известные решения.

4. Модельное описание разработанного решения ТВУ - как расчетно-информационный базис для его проектирования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава первая. Для выявления объекта, подлежащего приоритетной модернизации, в первой главе проведены обзор, систематизация и классификация электротехнических комплексов, применяемых в бортовых авиационных системах электроснабжения (СЭС). Показано, что основой вторичных СЭС летательных аппаратов (ЛА) являются универсальные преобразователи общего назначения - статические инверторы и трансформатор-но-выпрямительные устройства. Приведен обзор преобразователей, используемых в настоящее время во вторичных СЭС ЛА различного назначения. Показано, что значительный процент в системах такого рода занимают трансформаторно-выпрямительные устройства (ТВУ). Приведены критерии проектирования и совершенствования бортовых статических преобразователей:

- рациональный компромисс между минимумом массы и габаритов (при использовании микро- и миниатюризации и принудительного охлаждения) и минимумом тепловых потерь (максимумом КПД);

- минимум влияния на питающую сеть (электроэнергетическая совместимость - ЭЭС).

Систематизированы основные направления и методы обеспечения электромагнитной и электроэнергетической совместимости преобразователей с питающей бортовой сетью.

Установлено, что выпускаемые в настоящее время ТВУ, находящие наибольшее применение во вторичных СЭС ЛА, по техническим показателям не соответствуют современным требованиям и значительно отстают уровня, достигнутого ведущими зарубежными производителями. По этой причине задача совершенствования бортовых ТВУ, как целостных взаимосвязанных устройств, представляется весьма своевременной и актуальной. В конце главы формулируются подлежащие решению конкретные задачи.

Во второй главе обосновывается выбор базовой структуры ТВУ с двухканальным преобразующим трактом, в наибольшей мере удовлетворяющей стандартам бортовых СЭС. Показано, что мостовая схема Ларионова не может быть использована здесь в качестве базовой. На практике используются более сложные решения, характеризуемые использованием в них нескольких (£) мостов Ларионова совместно с фазосдвигающими трансформаторами напряжения. В технической литературе они обозначаются по-разному, например, как многопульсные или многомостовые схемы. ТВУ такого типа по своей сути являются устройствами с многоканальным преобразованием - МКП-ТВУ. Представляется, что терминологически это наиболее адекватное и информативное представление о данном классе устройств, позволяющее упорядочить большое их схемотехническое многообразие. Одним из основных свойств МКП-ТВУ является уменьшение искажений качества энергетического потока по входу и выходу с увеличением канальности преобразования Ь. Это дает основание обозначать их также и как малоискажающие Ь- ТВУ (далее просто - ¿-ТВУ). Входные и

BMI

XV

BMI

W,

W2" w3"

$

t

u-1

*

6)

BM2

TF

Ud" Ui

i_

BMI

BMI

в)

BM2

г)

BM2

и

zd"

BM2

Рис.2.1. Примеры структурно-параметрической организации двухканальных малоискажагощих трехфазных выпрямителей пассивного типа - 2-МИТВУ с использованием фазосдвигающих трансформаторов напряжения - ФСТН (в различных вариантах их реализации) и двух трехфазных мостовых схем выпрямления - BMI, ВМ2. При параллельном соединении выходов BMI, ВМ2 используется трансфильтр - TF (обозначавшийся ранее как уравнительный реактор).

выходные цепи L-ТВУ могут быть организованы по схемам суммирования напряжений (СН) или суммирования тока (CT). Последняя структура обеспечивают лучший КПД, и поэтому ей здесь отдается предпочтение. Независимо от структурных модификаций все 12-пульные схемы (при L-2) имеют одно и то же значение коэффициента искажения синусоидальности входного тока К[ ~ 15%, а значение коэффициента пульсаций в реальных условиях наихудшего питания составляет 3,3 %.

Проведены систематизация и классификация совокупности известных решений L-ТВУ (с L=2), отличающихся способом организации относительного фазового сдвига между двумя трехфазными системами напряжений, подаваемыми на входы выпрямительных мостов, и схемой соединения (СН или CT) их выходов - рис.2.1. Дан сопоставительный их анализ по критерию габаритной мощности трансформаторных узлов и по устойчивости к ассимметрирующим факторам (АФ). Показано, что при отсутствии АФ наилучшие показатели имеет широко описанное в технической литературе L-ТВУ с одним трансформатором с топологией вторичных обмоток "звезда" и "треугольник". Проблематичность его использования в данном применении заключается в том, что реально неустранимые АФ, делают это решение практически непригодным. Это решение выбрано за прототип и поставлена задача его модернизации путем нейтрализации АФ. Поиск путей модернизации L-ТВУ был начат с детального изучения явления токового разбаланса в его каналах и анализа наиболее простых параметрических способов его устранения.

Третья глава посвящена анализу природы ассимметрирующих факторов (АФ), которые вызывают разбалансировку токов каналов и исследованию возможности их устранения. Опыт автора по проектированию и испытанию преобразователей показывает, что построение L-ТВУ с рассмотренными в главе 2 "традиционными" структурами, точно отвечающих указанным выше признакам, практически невозможно. В реальных устройствах мощности не делятся пополам между каналами, фазовый сдвиг не всегда равен 30°, а амплитуды фазных напряжений не равны между собой. Это крайне неблагоприятно сказывается на режимах работы ТВУ, их параметрах и характеристиках. Бортовые ТВУ работают в условиях воздействия двух групп АФ - внешних и внутренних. Внешние АФ обусловлены допускаемыми ГОСТ 19705-89 перекосами углов между векторами фазных напряжений и их амплитудной несимметрией. При правильно спроектированном устройстве внешние АФ сказываются лишь на качестве его выходной электроэнергии и не должны влиять на режимы работы и воздействовать на внутренние электромагнитные процессы L-ТВУ.

Природа внутренних АФ заложена в modus operandi L-ТВУ - способах деления мощности по каналам и организации фазового сдвига. Кроме того, существенную роль играют параметры комплектующих и материалов, используемых в схемах и конструкциях, а также конструктивно-технологические особенности. В данной главе дается анализ основных внутренних

АФ и их влияния на работу и характеристики £-ТВУ.

Первый фактор - неравенство напряжений каналов, присущ I-ТВУ с так называемой здесь базовой структурой "звезда - треугольник". Для симметричной работы каналов необходимо обеспечение точного равенства отношения витков вторичных обмоток W2' / W2"=Число V3 является иррациональным и в силу этого не может быть выражено в виде отношения двух целых чисел. В инженерных расчетах с достаточной точностью можно считать Y3, равным 1,732. Тем не менее, даже такая придаваемая числу "рациональность", в данном конкретном применении не позволяет обеспечить необходимую симметрию каналов.

Особенностью ТВУ систем электроснабжения JLA является относительно низкое выходное напряжение при достаточно высоком входном напряжении повышенной частоты. Это обстоятельство определяет специфику трансформаторов, используемых в бортовых ТВУ, а именно, большие значения коэффициента трансформации и "маловитковость" их вторичных обмоток с сильно выраженной дискретностью значений "Вольт на виток". Масса ТВУ в значительной степени определяется массой используемого в нем трансформатора, которая, в свою очередь, зависит от массы обмоток последнего - массы "меди". Стремление к минимизации массы ТВУ ведет к необходимости применения в трансформаторах магнитопроводов из магнитных материалов с повышенным значением индукции насыщения. В трансформаторах бортовых ТВУ применяются витые ленточные магнито-проводы из прецизионных сплавов типа 49КФ, 49К2Ф, 49К2ФА с индукцией насыщения до 2,25 Т и относительно низкими удельными потерями. Однако вытекающее из этого уменьшение числа витков, позволяющее снизить массу трансформатора, усугубляет отмеченную выше проблему дискретности, увеличивая "цену" витка. Для оценки деления токов между каналами определены интервалы проводимости & и в" 1-го и 2-го каналов в пределах интервала повторяемости преобразования &¡-r (рис.3.1):

& = в2 - в, = arctg-jS—-ж-

в" = 63-62 = ardg -

Se-1

arctsié^+7C' {3"2)

где С= У'м/ У"м ~ коэффициент не- канального L-ТВУ при нера-

идентичности напряжений каналов. венстве напряжений каналов.

/\ /'•'■■ /\ ¡X •\/v\/V

во ti Si i i я/6

e2

е3

Рис.3.1. Выходное напряжение двух-

0.85 0.87

0.91 0.93 0.95 0.97 0.99 1.01

1.03 1.05 1.07 1.09 1.11 1.13 1.15 С

Символами (') и (") обозначены параметры 1-го и 2-го каналов соответственно.

Как следует из (3-1), (3-2) интервалы & и в", являются функциями параметра С. На основании этих моделей получены средние значения выходных токов каналов 1Л' -/(С) и 1А" = f'(С). Их отношение /////' = %(С) также является функцией параметра С.

Функция g(C) описывает распределение токов по каналам ТВУ и характеризует степень несимметрии его работы в зависимости от чисел витков вторичных обмоток Ж' и IV". Область допустимых значений аргумента С в функции g(C) соответствует интервалу 0,866 <г С < 1,1547. Вне этого диапазона мгновенные значения напряжений одного из каналов будут всегда ниже значений мгновенных напряжений другого канала, и схема ¿-ТВУ изменит свою структуру - из двух-канальной превратится в одно-канальную с 6-пульсным выпрямлением. В ра- Рис.3.3. Зависимость отношения токов каналов боте показано, двухканального ¿-ТВУ от отношения их внут-что увеличение ренних эквивалентных сопротивлений В=г/э /тгэ

при различных значениях параметра к= г/^/К.

Рис.3.2. Зависимость отношения токов каналов д(С) двухканального 1-ТВУ от параметра несимметрии напряжений каналов С.

числа витков вторичных обмоток (уменьшение "цены дискреты") позволяет, хотя и не полностью, но достаточно точно уравнять токи каналов. Однако для бортовых ТВУ этот путь не приемлем. Это ведет при прочих равных условиях к значительному недоиспользованию магнитопровода по индукции, к увеличению массы " меди" и, как следствие, к ухудшению массогабаритных показателей ТВУ. Таким образом, реально выбор чисел витков вторичных обмоток трансформатора весьма ограничен. При этом значение их отношений не обеспечивает приемлемой симметрии работы каналов ¿-ТВУ.

В главе 3 исследовано также влияние на работу устройства второго АФ - неравенства внутренних эквивалентных сопротивлений каналов -Г1Э, Г2э, характеризуемого их отношением B^rn/r2y Искомые зависимости, полученные на основе сформированного модельного описания, представлены на рис.3.3. Попутно было исследовано влияние отношения входного активного сопротивления к сопротивлению нагрузки к = r/R на характеристики ТВУ. Нужно отметить, что исследование влияния внутренних сопротивлений источника питания на процесс выпрямления переменного напряжения для ряда схем выпрямителей уже проводилось рядом исследователей, в том числе Репиным A.M. (Белопольский И. И., Репин А. М., Христианов А. С. Стабилизаторы низких и миливольтных напряжений - Москва: Энергия, 1974). Ими были определены некоторые параметрические соотношения, которые обеспечивают режим удвоения пульсности выпрямленного напряжения. В диссертационной работе этот режим рассмотрен для трехфазной мостовой схемы Ларионова и для двухканального ТВУ на базе двух трехфазных мостовых схем. В частности показано, что для мостовой схемы режим удвоения пульсности выпрямленного напряжения имеет место при k=r/R=0,577.

В заключении главы делается вывод о невозможности устранения токовой разбалансировки токов каналов параметрическим способом.

Четвертая глава посвящена разработке и исследованию структурно-алгоритмических способов нейтрализации ассимметрирующих факторов (АФ) ¿-ТВУ.

Способ параметрического симметрирования Предложенный и рассмотренный в работе способ выравнивания напряжений каналов с помощью "вольтодобавки" позволил приблизиться к решению проблемы симметрирования токов каналов ¿-ТВУ, однако оказалось, что он работоспособен только в условиях неизменной нагрузки.

Способ суммирования выходных напряжений каналов

Наиболее известно решение ¿-ТВУ с организацией выходов мостов по схеме СН, то есть с последовательным их соединением. Устройство может иметь как один, так и два трансформатора с различными вариантами организации фазового сдвига напряжений на вторичной стороне. В данном решении отпадает необходимость в трансфильтре. Независимая работа выпрямителей здесь обеспечивается самим принципом действия схемы -протеканием в выходной цепи общего тока, что и определяет ее имманент-

ное свойство. Несмотря на наличие у нее совершенно неоспоримых достоинств, использование данной структуры в качестве базового решения для построения низковольтных преобразователей, в том числе бортовых, неэффективно. Связано это, прежде всего, с увеличенными потерями, обусловленными протеканием полного тока нагрузки через четыре последовательно включенных выпрямительных диода.

Этого недостатка лишено разработанное с участием автора двухка-нальное Ь-ТВУ с СН-схемой на первичной стороне (с последовательным включением первичных обмоток трансформаторов) и с СТ-схемой на вторичной стороне (с параллельным соединением выходов выпрямителей) - рис. 4.1. Независимая работа выпрямителей здесь обеспечивается также без использования трансфильтра. По критериям проектирования бортового электрооборудования существенным недостатком данной структуры является необходимость конструктивного оформления всех выводов первичных обмоток одного из трансформаторов, что негативно сказывается на массогабаритных показателях 1-ТВУ. Необходимо отметить и тот факт, что в силу чрезвычайной ограниченности номенклатуры трехфазных магни-топроводов, пригодных для применения в бортовой технике, практически невозможно так подобрать их типономиналы, чтобы два трансформатора были бы по совокупности энергетических и массогабаритных показателей эквивалентны одному трансформатору с двумя комплектами вторичных обмоток, то есть при практической реализации теоретически возможный оптимум не достигается.

Способ структурно-алгоритм и ческого симметрирования Наиболее рациональным способом симметрирования работы 1-ТВУ пред-

алгоритмическим симметрированием с помощью трех однофазных трансфильтров.

Рис.4-1. Вариант структурной организации двуканального двухтрапсформаторно-го ¿-ТВУ с использованием способа принудительного (активного) симметрирования токов каналов.

Т

Ж1

Тк2 Тг3

Ж"

А А 1\

А А

А А А

ф ? Ф

Рис.4-2. Вариант однотрансформаторного двухканального ¿-ТВУ со структурно-

ставлястся введение в его структуру элемента (элементов), так воздействующих на алгоритм работы каналов, чтобы при сохранении всех признаков ¿-канального преобразования сделать его индифферентным к разба-лансирующему действию внутренних АФ. Такой способ симметрирования можно охарактеризовать как структурно-алгоритмический. Техническое решение, удовлетворяющее такой концепции построения было разработано при непосредственном участии автора. Один из доведенных до опытно-конструкторской реализации вариантов показан на рис.4-2. Последующими детальными исследованиями была подтверждена высокая эффективность этого решения. На этом основании была предложена и защищена патентами (для различных применений) серия технических решений не только с канальностью ¿=2, но и с ¿=3 и L=4. Структурно-алгоритмическое симметрирование в ¿-ТВУ на рис.4-2 реализовано с помощью специально введенных трех однофазных двухобмоточных трансфильтров TF1...TF3, работающих на переменном токе. Обмотки трансфильтров W' и W" включены последовательно с одноименными по фазе вторичными обмотками W2' и W2" трансформатора. При этом, если обмотки W' и W2' включены встречно, то обмотки W" и W2" - согласно, и наоборот. Отношение числа витков обмоток трансфильтров таково, что W'/W" = W2"/W2' = лё. Три однофазных трансфильтра могут быть объединены в один трехфазный. Показано, что описанный выше технический прием применим также и к двух-трансформаторным преобразователям, причем трансфильтры здесь могут быть установлены как на вторичной, так и на первичной сторонах трансформаторов. Серия новых решений запатентована. Поскольку рассматриваемое семейство преобразователей является новым, неизученным и достаточно сложным для анализа из-за многосвязности протекающих в схемах процессов, была поставлена задача создания соответствующего модельного описания, обеспечивающего их инженерное проектирование.

Надо отметить, что позднее была обнаружена схожая по структуре схема ТВУ (патент Великобритании № 2113927А, 1983 г.). Однако с учетом существа решаемой задачи совокупность существенных признаков рассматриваемого в диссертации- решения и вариантность предложенных в нем структурных схем позиционируют его как самостоятельное самодостаточное решение, содержащее необходимый объем проектной информации, определяющей отличительные особенности процессов в ТВУ.

Пятая глава посвящена разработке модельного описания двухка-нальных ¿-ТВУ со структурно-алгоритмическим симметрированием. Под модельным описанием понимается необходимая для проектирования, прежде всего, количественная взаимосвязь между амплитудой линейной ЭДС ЕЛт вторичной трехфазной обмотки и амплитудой выпрямленного напряжения Udm , а также расчетное напряжение трансфильтров (7>=) и действующее значение тока в его обмотках. Из-за относительной сложности задачи, на первом этапе ее решения принят ряд традиционных допущений -не учитываются второстепенные факторы: падения напряжения на диодах мостов, активные сопротивления обмоток трансформатора, и их индук-

тивности рассеяния, ток нагрузки считается идеально сглаженным. Исследовалась схема 1-ТВУ с тремя однофазными 7У~ переменного тока по рис.4.2. Установлено, что все напряжения на Тр~ описываются четырьмя повторяющимися фрагментами тригонометрических функций - рис.5-1. Взаимосвязь между мгновенными значениями линейной ЭДС ел(г), линейного напряжения ип(() и напряжением на обмотке 7% - иТр0), например, для 2-го канала определяется выражением:

е,(0 = ",(') + М0. (5-1)

Рис.5.1. Линейная ЭДС вторичной обмотки трансформатора - е/1), линейное напряжение на входе мостов — ия (I) и напряжение на обмотке трансфильтра - итг(0.

Напряжение на полупериоде напряжения питания 1-ТВУ имеет 6 точек излома, которые характеризуется тремя значениями уровней (рис.5.1): А /лгп А2лгг и А- для линейных напряжений (в первом канале), и В/фП:-, В2фтр и ВЗФП - для фазных напряжений (во втором канале). Точки излома соответствуют границам интервалов квантования. Изначально при реше-

нии предполагалось использовать традиционный путь - метод припасовы-вания (метод мгновенных значений). Найдя параметры функции uTf(t), можно затем найти и параметры функции u,(t). Оказалось, однако, что решить поставленную задачу, опираясь на эти исходные данные, не представляется возможным, так как на каждом интервале квантования из трех параметров функции uTF(t) может быть определен лишь один из них (см. рис.5.1):

¿W = ЕЛт • sinЛ-/12 = i• V2-V3 ■ Е,,т (5-2)

В результате был найден иной путь: в качестве исходной взята другая величина - линейное напряжение на входе мостов, имеющее квазитрапецеидальную форму (рис.5.1). Оно также характеризуется шестью интервалами квантования, три из которых, представляющие верхнее основание квазитрапеции, образованы тремя пульсами выпрямленного напряжения, один интервал является нулевым, а два интервала, представляющие боковые стороны квазитрапеции, как показано, описываются соответствующим по фазе фрагментом синусоиды с амплитудой:

иБкгт = V2 + V3 ■ Udm , (5-3)

Заметим, что при принятых допущениях амплитуда линейного напряжения на входе мостов Unm равна амплитуде выпрямленного напряжения Udm\

(5-4).

Ключевым при решении задачи этим способом является использование следующего физического факта. По принципу работы 7V= для основных гармоник напряжения и тока он является "прозрачным". Это означает, что потокосцепления двух обмоток, равные и противоположные по знаку, не создают в его магнитопроводе магнитного потока. Для строгости рассуждений заметим, что на первом этапе анализа приняты еще два допущения: отношение чисел витков обмоток точно равно "v'3 (в последующем оно снято), а намагничивающий ток трансфильтра равен нулю. Таким образом, содержание ЭДС ЕЛт после прохождения ее через трансфильтр остается неизменным. Тогда искомую взаимосвязь между Ej¡m и Uj,„=Ucim можно найти путем разложения в ряд Фурье линейного напряжения на входе мостов u,(t):

= 1 -sin(2Á: + l)-<y/ (5-5)

o

где Udm - амплитуда выпрямленного напряжения, и определения в нем содержания основной гармоники b¡= Un(¡)m. Определив эту величину, однозначно можно утверждать, что это и есть амплитуда ЕЛт искомой линейной ЭДС e„(t):

bl = Un(l)m = Елт ■ (5-6)

С учетом выбранного предела интегрирования (0...л/2) функция u/í) описывается тремя фрагментами трех синусоидальных функций (рис. 5.1). Поэтому коэффициент Фурье b2k+¡ в (5-5) удобно представить в виде трех составляющих:

(5-7)

После их вычисления, для первой гармоники (при к-0) получим следующее выражение:

У 46 2ж) 1п 2х) л- 1.6 2).

■и*.--

(5-8)

2 3

= 1.07735-С/Л

2 + л/З

2л/з

Таким образом, с учетом (5-6) искомая взаимосвязь между ЕЛт и 1/<1т найдена. Результаты компьютерного моделирования подтверждают полученное соотношение с высокой точностью (не хуже 0,5%).

Наибольшее значение уровня напряжения в первой точке излома в3 определяется выражением (5-2). С учетом взаимосвязи (5-8) эту величину удобно выразить через амплитуду выпрямленного напряжения II¿т:

ВгФгг = \■ ^2^3 ■ ■ и„п = 0,27884■ С/,„. (5-9)

Предложенная методика расчета 7У-. основана на использовании именно этого параметра: в качестве расчетного взято напряжение треугольной формы с максимальным значением В2ФТр, период которого описывается двумя наибольшими фрагментами напряжения итгО)-

В главе 5 дана также оценка амплитудной несимметрии в напряжениях каналов на работу 7>= . Логика анализа при этом, как, впрочем, и ранее, базировалась на следующем факте, подтвержденном как экспериментально, так и компьютерным моделированием: линейные напряжения на входах выпрямительных мостов одинаковы как форме, так и уровню и равны полусумме исходных линейных напряжений каналов (до трансфильтров). Это значит, что при несимметрии полуразность ЭДС каналов (по основной гармонике) еТР(1)(г) падает на обмотках трансфильтров каналов, причем в канале с меньшей ЭДС складываясь с ней, а в канале с большей ЭДС вы-читаясь из нее:

ет1,(0 = |дв,(1)(0 = ~(С>(0-<„(0). (5-Ю)

Следовательно, Тр* выравнивает не только токи, но и напряжения.

Поэтому, если при полной симметрии напряжений каналов основная гармоника в спектре напряжения отсутствует, то при наличии асимметрии она появляется, и расчет 7>= должен вестись уже с учетом этого фактора.

На основе полученного модельного описания дается подход к расчету трансфильтра, в том числе с учетом последнего фактора.

В главе 6 представлены результаты разработки и экспериментального исследования двухканального 1-ТВУ. Целью экспериментальных исследований являлось подтверждение достоверности и точности основных положений и соотношений, полученных в предыдущих главах настоящей рабо-

ты. При непосредственном участии автора в соответствии с реальным техническим заданием было разработано и испытано устройство ТВУ-бС мощностью б кВт, на базе которого были исследованы методы симметрирования, рассмотренные в главе 4, в том числе подтверждена высокая эффективность разработанного решения.

Особенностями проектирования и конструирования являются повышенная интенсивность использования материалов ТВУ - стали магнито-проводов и меди обмоток моточных изделий, обеспечивающая желаемое снижение массы, а также высокая плотность упаковки узлов ТВУ, обеспечивающая снижение его объема. Реализация этих особенностей достигается использованием принудительного воздушного охлаждения и использованием новых эффективных конструкторско-технологических решений, часть их которых разработана и запатентована при непосредственном участии соискателя. Среди них решения, связанные не только с технологией изготовлением трансформатора и трансфильтров, но и с охлаждением и рациональной компоновкой узлов, которые в совокупности позволили получить высокий удельный показатель ТВУ-6С - примерно 1 кг/кВт.

Заключение

1. Для определения приоритетного направления модернизации выпускаемых бортовых электроэнергетических комплексов проведен их обзор. Приведены основные их показатели, создающие ориентиры для выявления резервов их совершенствования. Показано, что наибольшее применение на борту летательных аппаратов находят трансформаторно-выпрямительные устройства (ТВУ).

2. Проведены систематизация и классификация совокупности известных решений ТВУ с двухканальным преобразующим трактом (с пульс-ностыо выпрямленного напряжения ти~12). Обоснована целесообразность использования структуры ТВУ с суммированием токов каналов. Все решения ТВУ этой группы обеспечивают малый уровень пульсаций выпрямленного напряжения (< 3,5%), малое значение коэффициент гармоник потребляемого из сети тока (Кг(|)< 0,15) и высокое содержание постоянной составляющей выпрямленного напряжения {11сю=0,9886-11 л,„ , где т -амплитуда линейного напряжения на входе мостовых выпрямителей). С целью упорядочения информации и для упрощения изложения материала эти устройства предложено обозначать как 3-х фазные выпрямители с двухканальным преобразующим трактом и с трансфильтром в цепи постоянного тока - 1-ТВУ(+Тр2=), где I - в общем случае целое число, а в рассматриваемом случае Ь=2\ нижний индекс "2" при ТИ означает - двухоб-моточный. По качеству преобразования, определяющему электроэнергетическую совместимость, устройства этого типа являются малоискажающи-ми.

3. Сопоставительный анализ решений этой группы показал, что минимальные габаритную мощность и массу трансформаторного узла без учета ассимметрирующих факторов (АФ) имеет решение 2-ТВУ(+ТР2=) с одним

трансформатором и с двумя вторичными обмотками с топологией "звезда" и "треугольник".

4. На основе практического опыта применения 2-ТВУ(+ТР2=) впервые выявлена значительная (до 50% и более) токовая несимметрия в каналах, обусловленная практически неустранимой неидентичностью параметров каналов - напряжений и сопротивлений вторичных обмоток трансформатора. Этот органически присущий данному решению недостаток в данном применении приводит к существенному ухудшению технических и энергетических показателей ТВУ.

5. Экспериментально выявленный факт послужил основой для проведения теоретического исследования влияния АФ на разбалансировку токов каналов и на показатели качества 2-ТВУ(+ТР2=). Получено необходимое модельное описание, подтверждающее этот факт и сделаны необходимые для проектирования выводы и рекомендации.

6. Одним из новых, практически значимых результатов выполненного теоретического исследования является также установление факта удвоения пульсности выпрямленного напряжения при соответствующем для конкретной схемы выпрямления отношении входного активного сопротивления г выпрямителя к его выходному сопротивлению В.. Этот факт предложено использовать для построения безынерционных датчиков 3-х фазного напряжения. Применение их в системах автоматической стабилизации напряжения генерирующих систем позволяет улучшить их динамические характеристики.

7. В поисках технического решения, устраняющего недостатки традиционного решения группы 2-ТВУ(+ТР2=), при непосредственном участии соискателя разработано новое ТВУ, характеризуемое тем, что взамен трансфильтра в цепи постоянного тока предложено использовать 3 трансфильтра в цепи переменного тока. Решение запатентовано. Высокая эффективность нового ТВУ подтверждена имитационным компьютерным моделированием (ИКМ) и последующим натурным моделированием. В рамках используемой терминологии новое решение обозначено как 2- ТВУ (+ЗТР2=).

8. Найденный эффективный принцип синтеза был распространен на ТВУ многоканального типа с большей пульсностью - пцэ -18 (обозначение: 3-ТВУ(+ЗТР3г)) и т,э =24 (обозначение: 4-ТВУ(+ЗТР2,^ЗТР2=:)). Эти два решения (с модификациями) также запатентованы. Их целесообразно использовать при больших мощностях преобразования - в десятки и сотни кВт соответственно.

9. На основе ИКМ и теоретических исследований разработано модельное описание нового 2-ТВУ(+ЗТР2^) , создающее основу для проведения процедуры параметрической его оптимизации. В частности, показано, что суммарная габаритная мощность трансформаторных узлов в предложенном решении 2-ТВУ(+ЗТР2=) не превышает суммарной габаритной мощности прототипа - 2- ТВУ(+ТР2=).

10. Завершающим этапом работы является практическая реализация по-

лученных в проведенном исследовании результатов. Содержание работы здесь может быть охарактеризовано как конструкторско-технологическая оптимизация новой разработки. Достаточно высокие показатели качества реализованного ТВУ - его КПД г)тву~ 0,85 и удельная масса, равная примерно gmey ~ 1 кг/кВт, достигнуты за счет совокупности новых конструкторе ко-технологических решений и находятся на уровне лучших зарубежных достижений.

11. Научно-технический и конструкторский опыт, приобретенный в конкретной области (авиационной электротехники) при решении частной задачи модернизации ТВУ, может быть использован при разработке и модернизации не только ТВУ, но и других классов устройств силовой электроники (например, инверторов), причем не только в рассматриваемой области, но и в других областях, включая области общепромышленного применения.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих публикациях:

1. Войтович И.А., Коняхин С.Ф., Цишевский В.А. Современные статические преобразователи шкалы "Б" // Практическая силовая электроника. -2005.-№19.-С. 33 - 37.

2. Войтович И.А., Коняхин С.Ф., Цишевский В.А. Статические преобразователи систем электроснабжения летательных аппаратов // Силовая интеллектуальная электроника. - 2005. - №1. - С. 31 - 34.

3. Коняхин С.Ф., Мыцык Г.С. // Влияние уровня развития элементной базы на схемотехнику бортовых статических преобразователей напряжения // "Радиотехника, электротехника и энергетика": Тез. докл. XI Международной научн.-техн. конф. студентов и аспирантов 2-3 марта 2005 г. в Москве. - М.: Моск. энерг. ин.-т, 2005. - Том 2. - С. 87 - 88.

4. Коняхин С.Ф. Электролитические конденсаторы для преобразовательной техники // Практическая силовая электроника. - 2005. - №19. - С. 47-51.

5. Коняхин С.Ф., Михеев В.В., Мыцык Г.С., Цишевский В.А. О новой возможности улучшения технических показателей трансформаторно-выпрямительных устройств с улучшенной электромагнитной совместимостью // Электрическое питание. Специальный выпуск (Системы и источники вторичного электропитания и элементная база для них): Сб. докл. научн.-техн. конф. в Санкт-Петербурге, 2005г.: - Санкт-Петербург, 2005. - С. 45 -58.

6. Коняхин С.Ф., Сенцов A.A., Мыцык Г.С. Трансформаторно-выпрямительное устройство с двухканальным преобразующим трактом и улучшенными характеристиками // "Радиотехника, электротехника и энергетика": Тез. докл. XI Международной научн.-техн. конф. студентов и аспирантов 2-3 марта 2005 г. - Москва: Моск. энерг. ин.-т, 2005. - Том 2. - С. 88-89.

7. Лунгин H.A., Коняхин С.Ф., Цветков А.Н. // Оптимальный теплоот-вод от силовых элементов источника питания // Электрическое питание, 2006, №1,-С. 79-81.

8. Коняхин С.Ф., Мыцык Г.С., Цишевский В.А. О влиянии соотношения входного и выходного активных сопротивлений на режим работы многофазных выпрямительных схем // Электрическое питание. Специальный выпуск: Сб. докл. 11 научн.-техн. конф. по источникам вторичного электропитания и элементной базе для них в Санкт-Петербурге. - Санкт-Петербург, 2006. - С. 10 - 22.

9. Трехфазное трансформаторно-выпрямительное устройство с двух-канальным преобразованием (варианты): Патент на изобретение №228031 1 РФ / С.Ф.Коняхин, В.В.Михеев, Г.С.Мыцык, В.А.Цишевский. -2004134707/22; Заявл. 30.11.04; Опубл. 20.07.06.-Бюл.№20. - 12с.

10. Трехфазное трансформаторно-выпрямительное устройство с двух-канальным преобразованием: Патент на полезную модель №44900 РФ / С.Ф. Коняхин, В.В.Михеев, Г.С.Мыцык, В.А.Цишевский. - 2004137984/22; Заявл. 27.12.04; Опубл. 27.03.05. - Бюл. №9.-4 с.

11. Устройство для выпрямления трехфазного напряжения с четырех-канальным преобразованием энергетического потока: Патент на изобретение №2282298 РФ / С.Ф. Коняхин, В.В.Михеев, Г.С.Мыцык, В.А.Цишевский. - 2005106695/09; Заявл. 14.03.05; Опубл.' 20.08.06. Бюл. №23,- 12 с.

12. Устройство для выпрямления трехфазного напряжения с трехка-нальным преобразованием энергетического потока (варианты): Патент на изобретение №2282311 РФ / С.Ф. Коняхин, В.В.Михеев, Г.С.Мыцык, В.А. Цишевский. - 20005106713/09; Заявл. 15.04.05; опубл. 30.09.06. Бюл. №.24. -13 с.

13. Коняхин С. Ф. "Элементная база перспективных бортовых систем генерирования электроэнергии" / Электроника и электрооборудование транспорта, № 5, 2008.

14. Коняхин С. Ф., Мыцык Г. С., Цишевский В. А "Удвоение пульсно-сти выпрямленного напряжения в мостовой схеме выпрямления" / Вестник МЭИ, № 4, 2007.

Множительный центр МАИ (ГТУ) Заказ от tfJO. 2009 г. Тираж (00 экз.

Введение.

Глава 1. Статические преобразователи вторичных систем электроснабжения летательных аппаратов.

1.1. Первичные системы электроснабжения летательных аппаратов.

1.2. Вторичные системы электроснабжения летательных аппаратов.

1.3. Классификация бортовых устройств силовой электроники.

1.4. Состав и организация вторичной системы электроснабжения.

1.5. Структурно-алгоритмическая организация бортовых статических преобразователей.

1.6. Электромагнитная совместимость статических преобразователей с питающей сетью.

1.6.1. Кондуктивные радиопомехи.

1.6.2. Методы борьбы с кондуктивными радиопомехами.

1.6.3. Электроэнергетическая совместимость.

1.6.4. Методы обеспечения и улучшения электроэнергетической совместимости преобразователей с питающей сетью.

1.6.4.1. Пассивные методы обеспечения и улучшения ЭЭС

1.6.4.2. Активные методы обеспечения и улучшения ЭЭС

1.6.4.3. Многоканальное преобразование.

1.7. Современный уровень бортовых трансформаторно-выпрямительных устройств.

1.8. Выводы по Главе

Глава 2. Анализ и выбор структурной схемы для построения бортовых трансформаторно-выпрямительных устройств.

2.1. Оценка коэффициента пульсаций выходного напряжения моста Ларионова.

2.2. Многоканальное выпрямление - путь построения трансформаторно-выпрямительных устройств СЭС JIA.

2.3. Габаритная мощность трансформатора ТВУ при отсутствии разбалансирующих факторов.

2.3.1. Базовая структура L-ТВУ с топологией "звезда -треугольник".

2.3.2. L-ТВУ с "зеркальными" топологиями.

2.3.2.1. "Последовательный" "скользящий" треугольник

2.3.2.2. "Параллельный" "скользящий" треугольник.

2.3.2.3. "Прямой и "обратный" зигзаг.

2.3.2.4. "Прямой и "обратный" зигзаг с уменьшенным выходным напряжением.

2.4. Выбор базовой структуры для построения бортовых ТВУ.

2.5. Выводы по Главе 2.

Глава 3. Анализ внутренних дестабилизирующих факторов, влияющих на режимы работы и характеристики двухканальных трансформаторновыпрямительных устройств.

3.1. Внутренние и внешние дестабилизирующие факторы.

3.2. Интервал повторяемости преобразования.

3.3. Эквивалентная схема двухканального Z-ТВУ.

3.4. Влияние неравенства напряжений каналов на работу двухканального L-ТВУ.

3.4.1. Причины, обуславливающие возникновение неравенства напряжений каналов.

3.4.2. Анализ влияния неравенства напряжений на распределение токов между каналами.

3.5. Влияние неравенства внутренних эквивалентных сопротивлений каналов на работу двухканального L-ТВУ.

3.5.1. Влияние активных сопротивлений в цепях диодов выпрямителя на процессы коммутации.

3.5.1.1. Резистивная коммутация моста Ларионова.

3.5.1.2. Резистивная коммутация двухканального L-ТВУ

3.5.2. Причины, обуславливающие возникновение неравенства внутренних эквивалентных сопротивлений каналов.

3.5.3. Анализ влияния неравенства внутренних эквивалентных сопротивлений каналов на распределение токов между каналами.

3.6. Влияние фазовой несимметрии каналов на работу двухканального L-ТВУ.

3.6.1. Причины, обуславливающие возникновение фазовой несимметрии каналов.

3.6.2. Анализ влияния фазовой несимметрии каналов на работу двухканального L-ТВУ.

3.7. Выводы по Главе

Глава 4. Методы улучшения характеристик трансформатороно-выпрями-тельных устройств с двухканальным преобразованием электроэнергии

4.1. Симметрирование работы двухканальных L-ТВУ со структурой "звезда - треугольник".

4.1.1. Параметрическое симметрирование.

4.1.2. Схемы суммирования напряжений.

4.1.3. Структурно-алгоритмическое симметрирование.

4.2. Анализ физических процессов в ТВУ с ЗТр-структурой.

4.2.1. Свойства процессов в ТВУ с ЗТр-структурой.

4.2.2. Описание типовых процессов

4.3. Развитие схем со структурно-алгоритмическим симметрированием.

4.4. Выводы по Главе 4.

Глава 5.Модельное описание двухканальных L-ТВУ со структурно-алгоритмическим симметрированием.

5.1. Системы уравнений, описывающие процессы в ТВУ с

ЗТр-структурой.

5.2. Решение задачи модельного описания процессов в схеме ТВУ с ЗТр-структурой путем разложения в ряд Фурье линейного напряжения на входе мостов.

5.2.1. Исходные допущения.

5.2.2. Анализ процессов при отсутствии несимметрии в напряжениях каналов.

5.2.3. Определение значений напряжений на обмотках трансфильтров в точках их излома.

5.3. Анализ процессов при наличии несимметрии в напряжениях каналов

5.4. Формирование расчетно-проектных моделей ТВУ с ЗТр-структурой

5.4.1. Входные токи выпрямительных мостов.

5.4.2. Габаритная мощность трансфильтра.

5.4.3. Расчет трансфильтра.

5.5. Выводы по Главе 5.

Глава 6. Разработка и экспериментальное исследование двухканального трансформаторно-выпрямительного устройства с улучшенными характеристиками.

6.1. Техническое задание на разработку изделия ТВУ-6С.

6.2. Структура изделия ТВУ-6С.

6.2.1. Трансформатор.

6.2.1.1. Трансформатор с проводными катушками.

6.2.1.2. Трансформатор с ленточными катушками.

6.2.2. Выпрямитель.

6.2.2.1. Гибридный выпрямительный модуль.

6.2.2.2. Выпрямитель на дискретных диодах.

6.2.3. Трансфильтр.

6.3. Испытания изделия ТВУ-6С.

6.4. Выводы по Главе 6.

Современный летательный аппарат представляет собой техническую систему высокой сложности, способную удовлетворять целому комплексу крайне противоречивых требований. С одной стороны - как собственно к летательному аппарату, обладающему высокими летными характеристиками, с другой стороны - как к платформе для размещения сложнейшего радиоэлектронного оборудования, систем жизнеобеспечения, аппаратуры специального назначения, в том числе и вооружения, и пр. Ни одна из систем бортового оборудования не способна функционировать без электропитания, по этой причине комплекс электрооборудования является одним из важнейших на летательном аппарате и во многом определяет его тактико-технические характеристики.

Наметившиеся в настоящее время тенденции развития авиастроения, как гражданского, так и в военного, такие, как, например, повышение безопасности, комфортности и экономичности полетов пассажирских самолетов, развитие малой и региональной транспортной и пассажирской авиации, уменьшение радиолокационной "заметности" истребителей и пр., требуют непрерывного уменьшения массы бортового оборудования, буквально "выдавливая" его из планера или фюзюляжа летательного аппарата. Это относится и к электрооборудованию.

Проблема уменьшения массы бортовой электроаппаратуры не нова и возникла сразу же с момента ее установки на летательный аппарат. Появление в 60-х годах прошлого века мощных полупроводниковых приборов, в том числе силовых транзисторов, определило создание нового класса бортовой аппаратуры - статических преобразователей электроэнергии.

К настоящему времени благодаря научной и практической деятельности основоположников бортовой преобразовательной техники В. С. Моина и В. И. Конева, а также их соратников и последователей И. А. Войтовича, Н. Н. Лаптева, В. А. Цишевского, Е. В. Машукова и многих других инженеров-ученых, решены большинство задач проектирования и производства бортовых статических преобразователей. Уже несколько десятилетий сменяющие друг друга поколения созданных ими статических инверторов, преобразователей частоты и других изделий силовой электроники успешно работают практически на всех производящихся летательных аппаратах. На сегодняшний день благодаря продолжающемуся бурному развитию материаловедения и электронной техники, а также благодаря уже упоминавшимся выше особенностям современного авиастроения эта техника начинает морально устаревать.

В настоящее время интенсивно ведутся работы по созданию нового поколения бортовых статических преобразователей - инверторов, преобразователей частоты, строящихся на современной элементной базе и в максимальной степени учитывающих тенденции в современном авиастроении. В этой связи не может быть не оценена научная, исследовательская и практическая деятельность А. М. Нагорнова, П. А. Свиридова, Д. А. Шевцова и других специалистов, ведущих эти разработки.

Однако, не смотря на отсутствие соответствующих нормативных документов прямого действия, к аппаратуре бортовой электроэнергетики все чаще предъявляются непрерывно ужесточающиеся требования электромагнитной и электроэнергетической совместимости. Благодаря фундаментальным работам Г. С. Мыцыка и С. Б. Резникова многие вопросы, относящиеся к этому направлению преобразовательной техники, уже исследованы.

Тем не менее, применительно именно к практической авиационной электроэнергетике при императиве требований ГОСТ 19705-89, детальных проработок методов технической реализации электроэнергетической совместимости питающей сети и преобразователей напряжения, особенно трансформаторно-выпрямительных устройств, к настоящему времен еще не проводилось. Так, в частности, практически не рассматривалось использование в бортовой преобразовательной технике принципов многоканального преобразования.

Целью настоящей работы является исследование и разработка бортовых статических преобразователей напряжения с двухканальным преобразующим трактом, способных обеспечить как высокое качество выходного напряжения в условиях действия комплекса внешних и внутренних дестабилизирующих факторов, так и высокое качество потребления электроэнергии от питающей сети, внося минимум искажений в потребляемый ток.

6.4. Выводы по главе 6

1. Завершающим этапом работы является практическая реализация полученных в проведенном исследовании результатов.

Содержание работы здесь может быть охарактеризовано как конструк-торско-технологическая оптимизация новой разработки. Особенностями проектирования и конструирования являются повышенная интенсивность использования материалов ТВУ — стали магнитопроводов и меди обмоток моточных изделий, обеспечивающая желаемое снижение массы, а также высокая плотность упаковки узлов ТВУ, обеспечивающая снижение его объема. Такой путь решения этих задач достигается использованием принудительного воздушного охлаждения и использованием новых эффективных конструкторско-технологических приемов, часть которых разработана при непосредственном участии автора. Достаточно высокие показатели качества реализованного ТВУ -КПД ~ 0,85 и удельная масса, равная примерно gXBy ~ 1 кг/кВт, находятся на уровне лучших зарубежных достижений.

Заключение

Предпосылкой к постановке решаемой в настоящей работе задачи явилась насущная необходимость совершенствования и модернизации выпускаемых в настоящее время электроэнергетических комплексов авиационного назначения, разработанных, в основном, в 70-80-х годах прошлого столетия, и по совокупности своих параметров уже не отвечающих требованиям сегодняшнего дня. Спецификой этих комплексов являются особые требования, предъявляемые соответствующим стандартом к показателям качества преобразуемой электроэнергии, и вытекающий из этого стандарта особый критериальный базис, используемый при их проектировании.

1. Для определения приоритетного направления модернизации проведен обзор бортовых статических преобразователей, выпускаемых профильными отечественными предприятиями и ведущими зарубежными фирмами, приведены их основные показатели, определяющие ориентиры для выявления направлений их совершенствования. Показано, что наибольшее применение на борту современных летательных аппаратов находят трансформаторно-выпрямительные устройства (ТВУ). Поэтому именно на них на данном этапе в настоящей работе и было сосредоточено основное внимание. Однако, вместе с этим, в работе указаны направления совершенствования и электротехнических комплексов других классов.

2. Показано, что применяемые в бортовой электроэнергетике ТВУ по своей сути являются устройствами с многоканальным преобразованием энергетического потока с числом каналов L = 2. С целью упорядочения информации и для упрощения изложения материала эти устройства предложено обозначать как L-ТВУ. Проведены систематизация и классификация совокупности известных решений L-ТВУ с двухканальным преобразующим трактом (с пульсностью выпрямленного напряжения т1Э—12). Обоснована целесообразность использования ТВУ именно этого типа. Рассмотренные решения различаются между собой числом используемых трансформаторов (1 или 2), способом организации относительного фазового сдвига между двумя трехфазными системами напряжений, подаваемыми на входы двух выпрямительных мостов, и схемой соединения их выходов - последовательно или параллельно через обмотки обеспечивающего независимость работы выпрямителей трансфильтра (уравнительного реактора) в цепи постоянного тока. Все L-ТВУ этой группы имеют высокие показатели электроэнергетической совместимости с питающей сетью (коэффициент гармоник потребляемого из сети тока Kr(i) <0,152) и имеют высокое содержание постоянной составляющей выпрямленного тока

UM = ^ • sin-^- - иЛт = ^ ■ sin £ = 0,9886 ■ иля , п т1Э п 12 где ил т — амплитуда линейного напряжения на входе мостовых выпрямителей (в пренебрежении падениями напряжения на диодах мостов).

3. На основе сопоставительного анализа решений этой группы показано, что минимальные габаритную мощность и массу при большем КПД трансформаторного узла имеет структура L-ТВУ с одним трансформатором, имеющим две вторичные обмотки с топологией "звезда - треугольник".

4. На основе практического опыта разработки L-ТВУ такой конфигурации впервые выявлена значительная (до 50% и более) токовая несимметрия в каналах, обусловленная практически неустранимой неидентичностью их параметров - напряжений и приведенных эквивалентных последовательных сопротивлений. Этот органически присущий данному решению недостаток в данном применении приводит к существенному ухудшению технических и энергетических показателей ТВУ.

5. Экспериментально выявленный факт послужил основой для проведения теоретического исследования влияния дестабилизирующих (ассимметри-рующих) факторов на показатели качества L-ТВУ. Получено необходимое модельное описание, подтверждающее этот факт, и сделаны необходимые для проектирования выводы и рекомендации.

6. Одним из новых, практически значимых результатов выполненного здесь теоретического исследования является установление факта удвоения пульсности выпрямленного напряжения при соответствующем для конкретной схемы выпрямления отношении входного активного сопротивления г канала к сопротивлению нагрузки R.

7. В поисках технического решения, устраняющего недостатки традиционных L-ТВУ, при непосредственном участии автора разработано новое ТВУ, характеризуемое переносом трансфильтра из цепи постоянного тока в цепь переменного тока. Решение запатентовано [158]. Высокая эффективность нового ТВУ подтверждена компьютерным моделированием и последующим натурным (физическим) моделированием. В рамках используемой терминологии новое решение обозначено как Х-ТВУ с ЗТр-структурой.

8. Найденный эффективный принцип построения (синтеза) двухканаль-ных Х-ТВУ был распространен на Х-ТВУ с большей канальностью. Эти решения (с модификациями) для числа каналов X = 3 и X = 4 также запатентованы [160, 161]. Их целесообразно использовать при невысоких частотах питающей сети больших мощностях преобразования — в десятки и сотни киловатт.

9. На основе компьютерного моделирования и теоретических исследований разработано модельное описание нового L-ТВУ с ЗТр-струюпурой, создающее основу для проведения процедуры его параметрической оптимизации. В частности, показано, что суммарная габаритная мощность трансформаторных узлов в предложенном решении не превышает суммарной габаритной мощности Х-ТВУ прототипа с трансфильтром в цепи постоянного тока.

10. Завершающим этапом работы является практическая реализация полученных в проведенном исследовании результатов. Содержание работы здесь может быть охарактеризовано как конструкторско-технологическая оптимизация новой разработки. Особенностями проектирования и конструирования являются повышенная интенсивность использования материалов ТВУ - стали магнитопроводов и меди обмоток моточных изделий, обеспечивающая желаемое снижение массы, а также высокая плотность упаковки узлов ТВУ, обеспечивающая снижение его объема. Такой путь решения этих задач достигается использованием принудительного воздушного охлаждения и использованием новых эффективных конструкторско-технологических приемов, часть которых разработана при непосредственном участии автора. Достаточно высокие показатели качества реализованного ТВУ - КПД = 0,85 и удельная масса, равная примерно gTBy~ 1 кг/кВт, находятся на уровне лучших зарубежных достижений.

11. Научно-технический и производственно-практический опыт, приобретенный в конкретной области (авиационной электроэнергетике) при решении частной задачи модернизации ТВУ, может быть использован при разработке и модернизации не только ТВУ, но и других классов устройств силовой электроники, причем не только в рассматриваемой области, но и в других областях, включая области общепромышленного применения.

1. Злочевский В. С. Системы электроснабжения пассажирских самолетов - Москва: Машиностроение, 1971.- 312 с.

2. Электроснабжение летательных аппаратов / В. А. Балагуров, И. М. Беседин, Ф. Ф. Галтеев, Н. Т. Коробан, Н. 3. Мастяев; под ред. Н. Т. Коробана Москва: Машиностроение, 1975.-536с.

3. Брускин Д. Э., Синдеев И. М. Электроснабжение летательных аппаратов -Москва: Высшая школа, 1988. 288 с.

4. Синдеев И. М. Электрооборудование летательных аппаратов Москва: Транспорт, 1982. - 272 с.

5. Основы электрооборудования летательных аппаратов. В 2-х частях / Д. Э Брускин, Н. Е. Коробан, В. Т. Морозовский, И. М. Синдеев, В. А. Шумихин; под ред. Д. Э. Брускина Москва: Высшая школа, 1978.

6. Власов Г. Д. Проектирование систем электроснабжения летательных аппаратов: Москва: Машиностроение, 1967. - 312 с.

7. Лукин И. И., Любимов В. В. Системы электроснабжения самолетов и вертолетов Москва: Транспорт, 1970. - 278 с

8. Морозовский В. Т., Синдеев И. М., Давидов П. Д. Системы электроснабжения летательных аппаратов Москва: Машиностроение, 1973. - 266 с.

9. ГОСТ 19705-89. Системы электроснабжения самолетов и вертолетов. Общие требования и нормы качества электроэнергии.

10. Левин А. В., Турундаевский В. С. Интегральные энергосиловые установки для беспилотной авиации Аэрокосмическое обозрение, №3, 2003.

11. Критенко М. И., Исаев В. М., Степанов Ю. И. Программа развития специальной электроэнергетики на период до 2015 года Электротехника, № 11, 2005.

12. Левин А. В. Энергия для истребителей пятого поколения Вестник авиации и космонавтики, №1, 2003.

13. С. Ф. Коняхин "Элементная база перспективных бортовых систем генерирования электроэнергии" / Электроника и электрооборудование транспорта, № 5, 2008.

14. Единые требования летной годности самолетов (ЕНЛГ-С) 1987. Приложение к главе 8. "Технические требования к оборудованию самолета.

15. Коняхин С. Ф., Машуков Е. В., Шевцов Д. А., Ульященко Г. М. Однофазный статический преобразователь для питания промышленных приборов на борту самолетов Силовые транзисторные устройства (выпуск 1): Тематический сборник научных трудов, Москва: МАИ, 2004.

16. Коняхин С. Ф., Машуков Е. В., Шевцов Д. А., Ульященко Г. М. Однофазный статический преобразователь для питания электробытовых приборов на борту самолетов Источники вторичного питания: Научно-практический семинар, Москва: Техносфера, 2004.

17. Авторское свидетельство СССР № 1585765, G01P3/489, Н02Р5/06, 1988. Способ цифрового измерения частоты вращения двигателя / Гильдингерш С. Е., Коняхин С. Ф., Семин А. Ф.

18. Вентильные генераторы автономных систем электроснабжения / Н. М. Рожнов, А. М. Русаков, А. М. Сугробов, П. А. Тыричев; под ред. П. А. Тыричева -Москва: МЭИ, 1996. 280 с.

19. Патент РФ № 2240642, Н03М7/40, Н02Р9/00, 9/48, 2002. Источник питания постоянного тока / Левин А. В., Лившиц Э. Я., Пузанов В. Г., Юхнин М. М.

20. Патент РФ № 2240643, Н03М7/40, Н02Р9/00, 9/48, 2002. Многоканальный источник постоянного тока / Левин А. В., Лившиц Э. Я., Пузанов В. Г., Цишевский В. А., Юхнин М. М.

21. Коняхин С. Ф.3 Машуков Е. В., Шевцов Д. А., Ульященко Г. М. Стабилизированный преобразователь напряжения для системы авиадвигателя вертолета Силовые транзисторные устройства (выпуск 1): Тематический сборник научных трудов, Москва: МАИ, 2004.

22. Коняхин С. Ф., Машуков Е. В., Шевцов Д. А., Ульященко Г. М. Стабилизированный преобразователь напряжения для системы контроля двигателя вертолета Источники вторичного питания: Научно-практический семинар, Москва: Техносфера, 2004.

23. Левин А. В., Юхнин М. М. Системы электроснабжения перспективных летательных аппаратов Вестник воздушного флота, № 1, 2004.

24. Е. В. Машуков Теория и проектирование транзисторных устройств защиты и коммутации для систем электрооборудования летательных аппаратов / Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Москва, МЭИ, 1987.

25. Микроэлектронные системы. Применения в радиоэлектронике / Ю. И. Конев, Г. Н. Гулякович, К. П. Полянин, В. И. Мелешин и др.; под ред. Ю. И. Конева, Москва: Радио и связь, 1987. 240 с.

26. Шевцов Д. А. Транзисторная коммутационно-защитная аппаратура для авиационных электротехнических комплексов / Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Москва: МАИ, 2004.

27. Новости зарубежной науки и техники. Серия: Авиационная и ракетная техника. Техническая информация, ЦАГИ, 2003, выпуск 1-2.3 0. www.powerparagon. сот31. www.avionicinstruments.com32. www.kgselectronics.com33. www.eldec.com

28. Войтович И. А., Коняхин С. Ф., Цишевский В. А. Современные бортовые статические преобразователи шкалы "Б" Практическая силовая электроника, № 19, 2005.

29. Войтович И. А., Коняхин С. Ф., Цишевский В. А. Статические преобразователи систем электроснабжения летательных аппаратов Силовая интеллектуальная электроника, № 1, 2005.

30. Машиностроение. Энциклопедия / Ред. совет: К. В. Фролов и др. Москва, Машиностроение, 2004. / Самолеты и вертолеты. Т. IV-21. Проектирование, конструкции и системы самолетов и вертолетов. Кн. 2 / под общ. ред. А. М. Матвиенко.

31. Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи Москва: Энергия, 1972. - 512 с.

32. Моин В. С. Стабилизированные транзисторные преобразователи Москва: Энергоатомиздат, 1986.-376 с.

33. Кадель В. И. Силовые электронные системы автономных объектов. Силовая электроника РЭА. Выпуск 1 Москва: Радио и связь, 1990. - 225 с.

34. Бедфорд Б., Хофт Р. Теория автономных инверторов: Пер. с англ. Москва: Энергия, 1969. - 280 с.

35. Высокочастотные транзисторные преобразователи / Э. М. Ромаш, Ю. И. Дра-бович, Н. Н. Юрченко, Н. П. Шевченко Москва: Радио и связь, 1988.- 288 с.

36. Проектирование статических преобразователей / П. В. Голубев, В. М. Карпенко, М. Б. Коновалов, и др. Москва: Энергия, 1974. 408 с.

37. Зиновьев Г. С. Основы силовой электроники Новосибирск: Издательство НГТУ, 2003. - 462 с.

38. Takashi Kenjo "Power Electronics for the Microprocessor Age" New York, Oxford University Press, 1990.

39. ГОСТ PB 20.39.304-98 Требования стойкости к внешним воздействующим факторам.

40. Войтович И. А. Исследование и разработка транзисторных статических преобразователей с синусоидальным выходом. / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва: МЭИ, 1982.

41. Цишевский В. А. Исследование и разработка источников питания для бортовой аппаратуры / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва: МЭИ, 1978.

42. Завьялов М. П. Разработка и исследование элементов автономных систем электроснабжения на базе магнитотранзисторных ключей / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва: МЭИ, 1981.

43. Авторское свидетельство СССР № 486438, 1975. Способ стабилизации выходного напряжения трехфазного инвертора / В. С. Моин, Н. Н. Лаптев, В. А. Цишевский, И. А. Войтович, М. П. Завьялов, Б. JI. Уан-Золи

44. Авторское свидетельство СССР № 1524170 Н03К17/08, 1988. Оптоэлектрон-ный переключатель / С. Е. Гильдингерш, С. Ф. Коняхин, А. Ф. Семин .

45. Авторское свидетельство СССР № 1798912 Н03К17/60, 1990. Транзисторный ключ / С. Ф. Коняхин, П. А. Свиридов.

46. Патент РФ на полезную модель № 48422 Н 02 М 7/00, 2005. Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное / С. Ф. Коняхин, А. М. Нагор-нов.

47. Авторское свидетельство СССР № 1550615 НОЗК 17/60, 1988. Транзисторный ключ / С. Е. Гильдингерш, С. Ф. Коняхин, А. Ф. Семин.

48. Авторское свидетельство СССР № 1777237 НОЗК 17/60, 1989. Транзисторный ключ / С. Ф. Коняхин, В. А. Цишевский.

49. Авторское свидетельство СССР № 1742987, НОЗК 17/60, 1987 Транзисторный ключ / С. Ф. Коняхин, М. В. Семенов, Ю. Е. Семенов, В. А. Цишевский.

50. Авторское свидетельство СССР № 1742980, Н03К4/08, 1990. Генератор пилообразного напряжения / С. Е. Гильдингерш, С. Ф. Коняхин, А. Ф. Семин.

51. Патент РФ на полезную модель № 47589 Н 02 М 5/00, 5/14, 2005. Устройство формирования М-фазного синусоидального напряжения / С. Ф. Коняхин, А. М. Нагорнов.

52. Авторское свидетельство СССР № 1527706 НОЗК 3/033, 1987. Одновибратор / С. Е. Гильдингерш, С. Ф. Коняхин, А. Ф. Семин.

53. Авторское свидетельство СССР № 1775849 НОЗК 5/19, Н02Н 3/40, 1989. Реле частоты / С. Ф. Коняхин, А. Ф. Семин.

54. Патент РФ № 1673998 G01R19/00, 1989. Датчик постоянного и переменного тока / С. Е. Гильдингерш, С. Ф. Коняхин, А. Ф. Семин.

55. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник / Г. С. Найвельт, К. Б. Мазель, Ч. И. Хусаинов и др.; Под ред. Г. С. Найвельта. -Москва: Радио и связь, 1985. 576 с.

56. Волин М. JI. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратуре Москва: Радио и связь, 1981. - 296 с.

57. Мкртчан Ж. Р. Основы построения устройств электропитания ЭВМ Москва: Радио и связь, 1990. - 208 с.

58. Колосов В. А. Электропитание стационарной радиоэлектронной аппаратуры. Теория и практика проектирования. Силовая электроника РЭА. Выпуск 2. -Москва: Радио и связь, 1992. 160 с.

59. Белов Г. А. Высокочастотные тиристорно-транзисторные преобразователи постоянного напряжения Москва: Энергоатомиздат, 1987. - 120 с.

60. Быков Ю. М., Василенко В. С. Помехи в системах с вентильными преобразователями Москва: Энергоатомиздат, 1986. - 152 с.

61. ГОСТ Р 50.397 92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения

62. Воловик М., Смирнов В. Керамические проходные конденсаторы и фильтры нижних частот. Состояние и перспективы развития / Электроника: Наука, Технология, Бизнес, № 7, 2004.

63. Кечиев JI. Н., Бобков А. Д., Степанов П. В. Помехоподавляющие фильтры. Параметры и характеристики Москва: Московский Государственный институт электроники и математики, 1999.

64. Розанов Ю. К. Полупроводниковые преобразователи со звеном повышенной частоты Москва: Энергоатомиздат, 1987. - 184 с.

65. Барнс Дж. Электронное конструирование: методы борьбы с помехами: пер. с англ. Москва: Мир, 1990. - 238 с.

66. Князев А. Д., Кечиев JI. Н., Петров Б. В. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости Москва: Радио и связь, 1989. - 224 с.

67. Колпаков А. Антипараллельные диоды Semicron для новых технологий IGBT / Электронные компоненты, № 2, 2005.

68. Эраносян С. А. Сетевые блоки питания с высокочастотными преобразователями -Ленинград: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1991. 176 с.

69. Функциональные устройства систем электроснабжения наземной РЭА / В. В. Авдеев, В. Г. Костиков, А. М. Новожилов, В. И. Чистяков;, под ред. В. Г. Костикова Москва, Радио и связь, 1990. - 192 с.

70. Патент Франции № 2295642 НОЗК 17/08

71. Патент США № 4594650 Н02Н 7/122, 1983.

72. Патент США № 4626980 Н02М 7/537, 1984.

73. Преобразователи напряжения силовой электроники / А. В. Лукин, М. Ю. Кастров, Г. М. Малышков, А. А. Герасимов, В. В. Макаров, А. Н. Парфенов -Москва: Радио и связь, 2004.

74. D. Divan "Design Considerations of Very High Frequency Resonant Mode DC/DC Converters", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. PE-2, No. 1, January 1987.

75. R. Steigerwald "A Comparison of Half Bridge Resonant Converter Topologies", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. PE-3, No. 2, April 1988.

76. Патент США № 4607323 H02M 7/19, H03F 1/14, 1986.

77. Патент США № 4720667 G05F 1/40, 1988.

78. Патент США № 4720668 G05F 1/40, 1988.

79. К.-Н. Liu, R. Oruganti, F. С. Y. Lee "Quasi-Resonant Converters Topologies and Characteristics", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. PE-2, No. 1, January 1987.

80. V. Vorperian "Quasi-Square-Wave Converters: Topologies and Analysis", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. PE-3, No. 2, April 1988.

81. M. Kazimerczuk, J. Jozwik "Optimal Topologies of Resonant DC/DC Converters", IEEE Transactions on Aerospace and Electronics Systems, Vol. 25, No. 3, May 1989.

82. ГОСТ 23875-88 Качество электрической энергии. Термины и определения.

83. ГОСТ Р 51317.3.2-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А на одну фазу. Нормы и методы испытаний.

84. Карташев И. И. Электромагнитная совместимость в системах энергоснабжения / Электротехника, № 4, 2001.

85. Резников С. Б. Обеспечение электроэнергетической совместимости транспортного электрооборудования с высоковольтным питанием / Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Москва: МАИ, 2004.

86. ГОСТ 19880-74 Электротехника. Основные понятия. Термины и определения.

87. Зиновьев Г. С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей Новосибирск: Издательство Новосибирского университета, 1990. - 220 с.

88. Агунов А. В. Улучшение электромагнитной совместимости в автономных электроэнергетических системах ограниченной мощности методом активной фильтрации напряжения / Электротехника, № 6, 2003.

89. Мадьяр JL Коэффициент мощности (cos ср): пер. с нем Москва - Ленинград: Госэнергоиздат, 1961. - 376 с.

90. Арриллага Дж., Брэдли Д., Боджер П. Гармоники в электрических системах: пер. с англ. Москва, Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.

91. Кухаркин Е. С. Основы инженерной электрофизики. Часть 1. Основы технической термодинамики под ред. П. А. Ионкина - Москва, Высшая школа, 1969.-510 с.

92. Климов В. П., Москалев А. Д. Способы подавления гармоник тока в системах электропитания / Практическая силовая электроника, № 6, 2002.

93. Зиновьев Г. С. Итоги решения некоторых проблем электромагнитной совместимости вентильных преобразователей / Электротехника, № 11, 2000.

94. Розанов Ю. К., Рябчинский М. В., Кваснюк А. А., Гринберг Р. П. Силовая электроника и качество электроэнергии / Электротехника, № 2, 2002.

95. Агунов А. В. Спектрально-частотная последовательная силовая фильтрация напряжения / Электротехника, № 10, 2004.

96. Агунов А. В. Статический компенсатор неактивных составляющих мощности с полной компенсацией гармонических составляющих тока нагрузки / Электротехника, № 2, 2003.

97. Григорьев В., Дуплянкин Е. Коррекция коэффициента мощности во вторичных источниках электропитания / Электронные компоненты, № 2, 2000.

98. Магазинник А. Г., Магазинник Л. Т., Магазиник Г. Г. Коррекция коэффициента мощности вторичных источников питания / Электротехника, № 5, 2001.

99. Бономорский П., Голиков В., Попов В., Самойлов Б. Базовый блок источника питания с коррекцией коэффициента мощности для ПК / Электронные компоненты, № 8, 2002.

100. Овчинников Д. А., Кастров М. Ю., Лукин А. В., Малышков А. В. Трехфазный выпрямитель с коррекцией коэффициента мощности / Практическая силовая электроника, № 6, 2002.

101. Кастров М., Герасимов А., Малышков Г. Однофазные корректоры мощности в системах вторичного электропитания / Электроника: Наука, Технология, Бизнес, №1, 2004.

102. Itoh R., Ishizaka К. Single Phase Sinusoidal Converter Using MOSFETs / IEE Proceedings, Vol. 136, Pt. B, No. 5, September, 1989.

103. Manias S., Prasad A. R., Ziogas P. D. Three Phase Inductor Fed SMR converter with High Frequency Isolation, High Power Density and Improved Power Factor / IEE Proceedings, Vol. 134, Pt. B, No. 4, July, 1987.

104. Cue S. General Topological Properties of Switching Structures / Power Electronics Specialists Conference Records (PESC'79), June, 1979, pp. 109 130.

105. Поликарпов А. Г., Сергиенко E. Ф. Однотактные преобразователи напряжения в устройствах электропитания РЭА Москва: Радио и связь, 1989. -160 с.

106. Tymerski R., Volperian V. Generation, Classification and Analysis of Switched-Mode DC-to-DC Converters by the Use of Converter Cells / International Telecommunication Energy Conference Proceedings (INTELEC'86), 1986, pp. 181 195.

107. Шуваев Ю. Н., Виленкин А. Г. Многофазные импульсные стабилизаторы -Электронная техника в автоматике: Сборник статей. Выпуск 9 / под ред. Ю. И. Конева Москва: Советское радио, 1977.

108. Хасаев О. И. Транзисторные преобразователи напряжения и тока Москва: Наука, 1966. - 180 с.

109. Коняхин С. Ф. Электролитические конденсаторы для преобразовательной техники / Практическая силовая электроника, №19, 2005.

110. Коняхин С. Ф. Модуль трехфазного питания МТП-5000 Авиация и космонавтика. Международная конференция, Москва, 2003.

111. Патент РФ на полезную модель № 54474 Н02М 7/48 2005. Устройство преобразования постоянного напряжения в переменное (варианты) / С. Ф. Коняхин, В. А. Цишевский.

112. Мыцык Г. С., Чесноков А. В., Михеев В. В. Синтез трехфазных преобразователей с улучшенным качеством преобразованной энергии / Электротехника, № 12, 1986.

113. Мыцык Г. С., Михеев В. В., Тарасов В. Н. Использование концепции многоканального преобразования энергетического потока при синтезе электронных систем электроснабжения переменного тока / Практическая силовая электроника, № 17, 2005.

114. Мыцык Г. С. Улучшение электромагнитной совместимости статических преобразователей повышенной мощности / Электричество, № 8, 2000.

115. Кулебакин В. С. Электрические трансформаторы. Расчетная записка осветительных и силовых трансформаторов Москва - Ленинград: Государственное издательство, 1928. - 156 с.

116. Бальян P. X. Трансформаторы малой мощности Ленинград, Государственное союзное издательство судостроительной промышленности, 1961. - 556 с.

117. Бальян P. X. Трансформаторы для радиоэлектроники Москва: Советское радио, 1971.-720 с.

118. Китаев В. Е. Трансформаторы Москва: Высшая школа, 1967. - 438 с.

119. Каретникова Е. И., ычинаТ. А. Р, Ермаков А. И. Трансформаторы питания и дроссели фильтров для радиоэлектронной аппаратуры Москва: Советское радио, 1973. - 212 с.

120. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания / А. Н. Горский, Ю. С. Русин, Н. Р. Иванов, Л. А. Сергеева Москва: Радио и связь, 1988. - 176 с.

121. Григораш О. В., Кабанков Ю. А. К вопросу применения трансформаторов с вращающимся магнитным полем в составе преобразователей электроэнергии / Электротехника, № 35 2002.

122. Гайтов Б. X., Гайтова Т. Б., Кашин Я. М. Построение аксиальных многофазных трансформаторов и их практическое использование / Электротехника, № 7, 2004.

123. Дворников С. М. Вопросы оптимального проектирования авиационных трансформаторов повышенной частоты / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва: МЭИ, 1975.

124. Справочник по преобразовательной технике / Чиженко И. М., Андриенко П. Д. Баран А. А. и др. под ред. И. М. Чиженко - Киев: Техшка, 1978. - 447 с.

125. Каганов И. JI. Электронные и ионные преобразователи. (Основы промышленной электроники). Часть третья. Цепи питания и управления ионных приборов Москва - Ленинград: Государственное энергетическое издательство, 1956. 436 с.

126. Ривкин Г. А. Преобразовательные устройства Москва: Энергия, 1970. -544 с.

127. Размадзе Ш. М. Преобразовательные схемы и системы, Москва, Высшая школа, 1967. 468 с.

128. Изъюрова Г. И., Кауфман М. С. Приборы и устройства промышленной автоматики Москва: Высшая школа, 1975. - 368 с.

129. Полупроводниковые выпрямители / Е. И. Беркович, В. Н. Ковалев, Ф. И. Ковалев и др. под ред. Ф. И. Ковалева и Г. П. Мостковой " - Москва: Энергия, 1978.-448 с.

130. Руденко В. С., Сенько В. И., Чиженко И. М. Основы преобразовательной техники Москва: Высшая школа, 1980. - 424 с.

131. Артамонов В. В. Маломощные выпрямители. (Основы теории и расчет) -Москва: Связь, 1970. 240 с.

132. Свечников С. В. Основы технической электроники Киев: Гостехиздат УССР, 1960 - 538 с.

133. Толстов Ю. Г., Мосткова Г. П., Ковалев Ф. И. Силовые полупроводниковые выпрямители, управляемые дросселями насыщения Москва: Наука, 1968. - 260 с.

134. Игольников Ю. С. 24-фазный выпрямитель / Электротехника, № 10, 2004.

135. Булгаков Н. И. Группы соединения трансформаторов Москва: Энергия, 1968. - 86 с.

136. Энергетическая электроника. Справочное пособие: пер. с нем. под ред. В. А. Лабунцова - Москва: Энергоатомиздат, 1987. - 464 с.

137. Galloway James Н. A Comparison of Single-Way and Double-Way Rectifier Circuits IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 41, No. 3, May/June 2005, pp. 876 -879.

138. Выгодский M. Я. Справочник по элементарной математике Москва: Наука, 1965.-424 с.

139. Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов Москва: Энергоатомиздат, 1986. - 528 с.

140. ГОСТ 10160-75 Сплавы прецизионные магнитомягкие.

141. Стукачев А. В., Лазарев Н. С. Определение углов коммутации многофазной преобразовательной установки с учетом активного сопротивления цепи / Вестник электропромышленности, № 9, 1959.

142. Белопольский И. И., Репин А. М., Христианов А. С. Стабилизаторы низких и миливольтных напряжений Москва: Энергия, 1974. - 178 с.

143. Г. С. Мыцык, С. Ф. Коняхин, В. А. Цишевский "Удвоение пульсности выпрямленного напряжения в мостовой схеме выпрямления" / Вестник МЭИ, № 4, 2007.

144. ГОСТ 26606-85 Провода обмоточные с эмалево-волокнистой, волокнистой, пластмассовой и пленочной изоляцией. Общие технические условия.

145. Северне Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания: пер. с англ. Москва: Энергоатом-издат, 1988. - 294 с.

146. Патент РФ на полезную модель № 44900, Н 02 М 7/06, 2004 Трехфазное трансформаторно-выпрямительное устройство с двухканальным преобразованием / С. Ф. Коняхин, В. В. Михеев, Г. С. Мыцык, В. А. Цишевский.

147. Патент РФ на изобретение № 2280311, Н02М 7/02, 2004 Трехфазное трансформаторно-выпрямительное устройство с двухканальным преобразованием (варианты) / С. Ф. Коняхин, В. В. Михеев, Г. С. Мыцык, В. А. Цишевский.

148. Мыцык Г. С. Основы теории структурно-алгоритмического синтеза источников вторичного электропитания. Москва: МЭИ, 1989. - 109 с.

149. Патент РФ № 2282298, Н 02 М 7/00, 2005. Устройство для выпрямления трехфазного напряжения с четырехканальным преобразованием энергетического потока / Коняхин С. Ф., Михеев В. В., Мыцык Г. С., Цишевский В. А.

150. Патент РФ № 2282311, Н 02 М 7/00, 2005. Устройство для выпрямления трехфазного напряжения с трехканальным преобразованием энергетического потока (варианты) / Коняхин С.Ф., Михеев В.В., Мыцык Г.С., Цишевский В.А.

151. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗОВ — Москва: Наука, 1964. 398 с.

152. Мыцык Г. С., Михеев В. В. Многоканальное преобразование эффективная концепция для синтеза малоискажающих устройств силовой электроники / Электротехнические комплексы автономных объектов. Сборник статей. - Москва: Издательство МЭИ, 2001. - 128 с.

153. Мыцык Г. С., Михеев В. В. В.В., Фридман П. М. Многоканальное построение преобразователей с промежуточным высокочастотным преобразованием Электричество, № 4, 1992.

154. Мыцык Г. С., Шевякова Н. Б. Аппроксимация гармонического сигнала по минимуму искажений Электричество. № 2, 1983.

155. Нетушил А. В., Страхов С. В. Основы электротехники. Часть 2. Цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами Москва - Ленинград: Государственное энергетическое издательство, 1955. - 216 с.

156. Таблицы физических величин. Справочник под ред. И. К. Кикоина -Москва: Атомиздат, 1976. - 1006 с.

157. ГОСТ 8865-93 Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойко-сти и классификация.

158. Электрорадиоматериалы / Б. М. Тареев, Н. В. Короткова, В. М. Петров, А. А. Преображенский -под ред. Б. М. Тареева Москва, Высшая школа, 1978. -336 с.

159. ТУ 3591-081-0578629-01 Провода медные с двухслойной эмалевой изоляцией.

160. ГОСТ 859-2001 Медь. Марки.

161. Готман П. Е., Березин В. Б., Хайкин А. М. Электротехнические материалы. Справочник Москва: Энергия, 1969. - 544 с.

162. ГОСТ 1173-93 Ленты медные. Технические условия.

163. Пленка полиимидная ПМ. Технические условия ТУ6-19-121-85

164. Алиев И. И., Калганова С. Г. Электротехнические материалы и изделия. Справочник, Москва: ИП РадиоСофт, 2005. 302 с.

165. Simpson С. The Fundamentals Of Thermal Design, Electron Design, No. 18, 1991.

166. Бер А. Ю., Минскер Ф. E. Сборка полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, Москва: Высшая школа, 1986. 279 с.

167. Исакеев А. И., Киселев И. Г., Филатов В. В. Эффективные способы охлаждения силовых полупроводниковых приборов Ленинград Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1982. - 186 с.

168. Application Manual Power Modules Semicron International, ISLE, 2000.

169. Пунгин Н. А., Коняхин С. Ф., Цветков А. Н. Оптимальный теплоотвод от силовых элементов источника питания / Электрическое питание, №1, 2006.

170. Авиационные материалы. Справочник в девяти томах под общей редакцией А. Т. Туманова / Том 9. Клеи, герметики, резиновые и уплотнительные материалы, жидкости для гидросистем, Москва, Всесоюзный институт авиационных материалов, ОНТИ-1973.

171. Попов С. Диоды Шоттки для преобразовательной техники / Электронные компоненты, № 3, 2002.

172. Колесов С. Н., Колесов И. С. Материаловедение и технология конструкционных материалов Москва: Высшая школа, 2004. - 236 с.

173. Груев И. Д., Матвеев Н. И., Сергеева Н. Г. Электрохимические покрытия изделий радиоэлектронной аппаратуры. Справочник, Москва: Радио и связь, 1988. 304 с.

174. Иванов-Есипович Н. К. Физико-химические основы производства радиоэлектронной аппаратуры Москва, Высшая школа, 1979. - 205 с.

175. Палатник Л. С., Сорокин В. К. Материаловедение в микроэлектронике -Москва: Энергия, 1978. 280 с.

176. Славик И. Конструирование силовых полупроводниковых преобразователей: пер. с чешек. Москва: Энергоатомиздат, 1989. - 222 с.

177. ГОСТ 21427.1-83 Сталь электротехническая холоднокатаная анизотропная тонколистовая. Технические условия.

178. ГОСТ 13610-79 Железо карбонильное радиотехническое. Технические условия.

179. Преображенский А. А. Магнитные материалы и элементы, Москва: Высшая школа, 1976. - 336 с.

180. Вандебург А. К., Пилипосян П. М. Электрическая напыленная изоляция -Москва: Энергоатомиздат, 1984. 156 с.