автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Моделирование импульсных источников вторичного электропитания с учетом нелинейностей элементов силового контура

: V. ¿Д

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ СВЯЗИ им. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА

На правах рукописи

РОГУ ЛИН А Лариса Геннадьевна

УДК 621.314.6.072 ■

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОСТЕЙ ЛЕМЕНТОВ СИЛОВОГО КОНТУРА

05. 12. 17 - Радиотехнические и телевизионные

системы и устройства 05. 13. 12 - Системы автоматизации проектирования (по отраслям)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт - Петербург 1992

Работа выполнена в Новосибирском электротехническом инст связи им.Н.Д.Псурцева на кафедре радиопередающих устройств и электропитания.

Научный руководитель - кандидат технических наук, проре* по научной работе Ю.Д.КОЗЛЯЕВ.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В,Ф.Д:,Ы1РИЮВ

кандидат технических наук, доцент Л.Г.ЗОТОВ

Ведущее предприятие: Центральный научно-исследовательски институт связи..

Автореферат разослан "¿у " ■ /ifciyt?^"^ 1992 г.

Защита диссертации состоится "<23" ezsf/P&'t/? 1992 г. в "/у" часов на заседании специализированного совета К 118.О "Радиотехнические и телевизионные системы и устройства" по пр декив ученых степеней кандидата технических наук при Ленингра ском электротехническом институте связи им. проф. М.А.Бонч--Бруевича (наб. р.Уойки, д.61).

Отзывы в двух экземплярах, заверенные'печатью, направлят по адресу: I9I065, г.Санкт-Петербург, наб. р.Мойки, 61.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

к

Ученый секретарь специализированного совета к.т.н., доцент

' -д^. \ ()Ь4АЯ ХАРА.П'^Т. 1СТ.1 КА РАБОШ

ссертаций 5

п ц туальность темы. Основным направлением дальнейшего совершенствования источников вторичного электропитания (.¡ЗЭЛ) пациоэлектрончой аппаратуры являете их миниатюризация при сохранении надежностных и качественных показателей питающих напряжений /Юи. Развитие энергосберегающих технологий в области преобразования параметров электрической энергии связано с повышением рабочей частоты, ыипокое внедрение высокочастотных преобоазовате-лей постоянного напряжения в постоянное (11ПНП) сдерживается из-за недостаточности представления о характере электромагнитных процессов в реальных сильноточных коммутирующих пепях, характере влияния нелинейностей электромагнитных аппаратов (трансформаторов) и нагрузок, асимметрий силовой пели и асимметрий управления. С этим связано недоиспользование магнитных свойств материалов трансформаторов (поежце всего по магнитной индукпии), транзисторов по установленной мощности, дополнительные схемотехнические затраты на обеспечение надетшостных характеристик и повышения устойчивости 1ШН11 при паботе на линейные и нелинейные нагрузки.

Но этим яе причинам сдерживается пазработка математических моделей, которые могли бы быть положены в основу ооганиза; ии ма-шшных экспериментов ,30:1, прец.иеств.уюцих этапу их проектирования. Такой этап мог бы выявить поведение разрабатываемого устпойства как в статических, так и в динамических режимах, включая и экстремальные. ;,1одоли могли бы наглядно иллюстрировать поведение ЛЗЭП с замкнутой и разомкнутой обратной связью (ОС), наблк.дать в динамике образование критических режимов, исследовать эффективность применяемых способов управления, определить оптимальные значения параметров силовой пепи и системы управления (СУ) ПШЫ, а также значение магнитной индукгии силового трансформатора с "ельк ' обеспечения симметричного режима работы П.Ш.

В связи с этим создание адекватней математической модели, ориентированной на известные схел-лтехнические Решения >133^ с учетом реальных параметров силового контура (нелинейности цепи намагничивания, инцуктивностен рассеивания силового трансформатора, разброса временных параметров переключения, нагрузок с различными вольт-амперными характеристиками и различных возмущений) , определяет актуальность темы диссертационной работы.

Цель и задачи па{м зд. Д-- чв,- яг.'ся пал-работка программ расчета электромагнитных и-.оцоссоз в импу.-ьенчх' иепях и -штомат/зацлн пюек";:р"'пания .133.1 ни осново Фопм/.пованля

обобщенной математической модели в таком вице, который позволял бы с помощью единого алгоритма' переходить от исходной модели к математическим соотношениям для решения задач анализа ИВЭЛ, выполненных .по различным схемам построения.

Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие основные задачи.

1. Исследование и анализ существующих методов и программ анализа нелинейных цепей, применительно к ИВЭП.

2. Разработка базовой математической модели (БМ), отражающей основные свойства преобразователей с широтно-импульсным способом модуляции (ШИМ).

3. Расширение идеализированной модели ИбЭП (БМ) с учетом влияния цепи намагничивания и инцуктивностей рассеивания силового трансформатора на рабочие процессы в двухтактных ППНП.

.4. Исследование работы ППНП на нагрузку с отрицательным дифференциальным сопротивлением. «пг<л ~п"

5. Разработка алгоритмов и программ (пакета ггхР^1г ) машинного ^ана л ^за процессов в ППНП с ШИМ.

'6. Определение функциональной зависимости выходного напряженная от тока нагрузки с учетом коммутационных явлений.

7. Расчет переходных процессов ППНП по программам пакета

. "РДА2Р:'

8.' Экспериментальная проверка полученных в работе теоретиче-. ских положений на макетном образце ППНП*

М е т о д ы исследования. Анализ ИВЭП с ШИМ основан на представление его чередующими структурными состояниями силовой цепи. Для формирования системы дифференциальных уравнений принят метод переменных состояния как обладающий широкими возможностями анализа для цепей высокого порядка и менее трудоемкий по формированию системы уравнений. Установившиеся значения переменных состояния определяются на основании БМ с использованием метода припасовывания и организации циклического расчета на ЭВМ.

Материал диссертации построен в соответствии с поставленными задачами. Диссертация состоит из пяти глав, введения, заключения и пяти приложений.

Новые научные результат«

Т. Получено вкрааение функциональной зависимости выходного напряжения от тока нагрузки для 1ЖЭП с учетом коммутационных явлений, вызванных влиянием индуктивных сопротивлений, паразитных или искусственно включаемых п коммутируемых цепях ППНП.

Выоааение позволяет: . '

- вычислять эквивалентное внутреннее сопротивление ШШ (Й^

и линеаризовать систему уравнений силовой цепи с учетом коммутационных явлений;

- сфорцулировать требования к параметрам силового контура и СУ для цостеюния требуемых показателей качества ИВЭП.

В частности показана возможность экспериментального определения внутреннего сопротивления Вэ из опыта короткого замыкания преобразователя.

2. Индуктивности силового контура (рассеивания,токоограничи-ващих реакторов) приводят к увеличению колебательности переходного процесса. Это учитывается введением эквивалентного запаздывания, пропорционального току нагрузки ^ '^(Iг/) ■

3. Учет нелинейности цепи намагничивания увеличил число структурных состояний силовой цепи ШШ. Сформированы система дифференциальных уравнений структурных состояний цепи, определен порядок следования состояний и условия их существования.

4. Временная асимметрия транзисторных ключей и связанная с нею "начальная" асимметрия тока намагничивания изменяет условия коммутации полупроводниковых приборов инвертора и выпрямителя, образуя положительную обратную связь по току несимметрии. С этим связано явление "лавинного" нарастания несиммегрии при её возникновении. В ИВЭП существует условия для самосимметрирования, однако при малых сопротивлениях силового контура оно возможно только при больпих перегрузках по току. .

5. Показано, что регим автосимметрирования в двухтактном ППНП в статических и динамических режимах достигается введением дополнительного канала ОС по току. Сигналом обратной связи могут быть - интеграл тока первичной цепи или его аиплитуцное значение.

6. Разработанный пакет программ "'Р/ЗА1-Р " позволяет анализировать функциональные переменные процессов Сток фильтрового реактора, ток первичной цепи, напряжение на выходе фильтра), протекающих з ;1В31! в установившихся и переходных режимах их работы при:

- учете влияния синусоидальных и пульсирующих возмущений по

управляющему я по силовому входу; ступенчатых внешних воамущенлй; скачкообразных изменении;

- введение параметрических воздействий и ОС по току и напряжению;

- нагрузках с отрицательной величиной дифференциального сопротивления;

- включении лВЭЛ в режиме вольтдобавкл;

- "плавном" пуске;

- введение индуктивности рассеивания силовой цепи и индуктивности цепи намагничивания.

Практическая ценность. Разработанные программы пакета "РНА1Р предназначены для решения оасчет-ннх задач на электронных вычислительных машинах типа аС-104о, ЕС-Т?22, ¿С-1036. В результате решения определяются оптимальные значения варьируемых параметров отдельных элементов силовой цепи и СУ ,3311. Крктериамл оптимизации являются:

- устойчивая пабота источника питания;

- качество выходных напр*т*ений;

- использование магнитных свойств материалов;

- симметрирование режима перемагничивания силового трансформатора кнверторного звена.

Результаты проведения исследований позволили дать научно-обоснованные рекомендации по выбору параметров схем /'ВЭи с ш/'М л сократить сроки отработки схем симметриоования оежимов перемагнл-Чивания силового трансформатора инверторного звена

Реализапия результатов раб-оты. Результаты работы нашли практическое применение (имеются акты о внедрении) в образцах новой техники: инвертора напряжения свароч! го выпрямителя ВДУ-13Т, разрабатываемого в научно-исслецовательс! институте авиационного приборостроения (Нг1А11) г.Новосибирска, ис ника питания"систем гарантированного питания аппаратуры связи (60В, 20А.), разрабатываемого в научно-исследовательской лаборато преобразовательной техники ШШД'Г) Новосибирского электротехнич ского института связи (-НЭИО , а также внедрены в учебный процесс на кафедре рациопорецблцлх устройств и электропитания КЭ/1С.

.Апробация .работы, материалы диссертационно? работы докладывались и обсуждались: на У Всесоюзной научно-техн» ской конференции "Проблемы преобразовательной техники" (Черниго! Г991г.); Республиканской научно-технической конференции "Автома-

- о -

зирозаннчй контроль .. повышение »Мективности систем связи" С Гая-кант, 196Ьг.); семинаре "'Ьтемагичесх^е и программное обеспечение автоматизированного проектирования л исследования уетсоЯстч г^е.-'т-ропитания на ЭВМ" (Киев, 7983г.); Региональной научно-технической .конференции секция "источники элекгпсплтанлч" ( Нов-'-сиблг.ск, "iBbiO : XXIX, XXX, XXX], XXXil Областных научно-технических к^н*-ерен".тях (Новосибирск, 1Э86, IS87, 1988, 1989 г.г.Ï; XXX научно-техническои конференции профессорско-преподавательского и научно-технического состава электротехнического института связи (Куйбышев,

Публикации. Результаты исследований по темэ дисееэ-тации отражены в тринадцати печати!« работах, в том числе « ст-ть.:, две депонированные 'рукописи, тезисч семи докладов. Kpovo того, ое-зультатн диссертационной работы изложены в 4 отчетах по HîP. r ait4-л выполнена в Отраслевой научно-исследовательской лаборатории rmi кафедре Радиопередающие устройства и электропитания НЭЛС им.п.,1. Псурцева и соответствует тематике научно-исследовательских p.î6or, проводили кас&едрой.

Личный вклад. Лично автором получены все основные -•результаты и проведена их экспериментальная проверка.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключени", перечня литературы и 82 наименований, пяти приложений; содержит 189 стр., из которых основного машинописного текста 1Г!4 стр., 63 рисунков и 19 таблип.

Основные положения, вьгно.с.имые на зациту

1. Математические модели ifltîi с Ш.'М, учитывающие индуктивность рассеивания силовой цепи, нелинейность цепи намагничиван-.ц», нагрузки, ключевого реитла работы, а также коммутационные задержки, и позволяющие проводить анализ электромагнитных процессов, протекающих в ¡ЭЭП с использованием численных методов. Корректность предложенных моделей подтверждена в ходе экспериментальных исследований лабораторного макета Ш1Ш с iuiî.i.

2. Совокупность формализованных процедур и методов, обеспечивающих реализацию расчета lui:II с ШЛМ, включающую набор структурных состояний силовой пени lûiriii, условия юс существования, метод переменных состояния для <Ьорчировани» систем дифференциальных уравнений, метод пштцсовчвания для получения установившихся значений переменных состояния, база данных магнитных материалов (naenooi

ные параметра магнитних материалов, .сердечников типовых магнитол водов, значения аппроксимирующих коэффициентов^.

3. [«тематическое обеспечение (алгоритмы и программы) для ан лиэа i 13311 с учетом таких особенностей, как переменность состояни силовой цепи,.нелинейность нагрузки, цепи намагничивания и т.п., а также возможность работы при непрерывном и прерывистом токе ф;и ь'фпвого реактора.

4. Аналитическое выражение зависимости выходного напряжения от тока нагрузки с учетом индуктивного сопротивления силовой пег

5. Сравнительный анализ результатов расчета на ЭВМ и провел ния эксперимента на макетном образце ¡ШИП с ШИМ.

С0ДЕР;ЬШЛЕ РАБОТЫ

В с введении обоснована актуальность темы, изло1 ны цель л мсюдч исследовании, отражены научная новизна, практик ска« ценность и реализация результатов диссертационной работы.

В первом разделе отражены проблемы, свяэа! ные с совершенствованием импульсных источников питания, выполне! сравнительна» оценка существующих методов анализа электрических цепей, представлены этапы математического моделирования ИВЭП и Проведен анализ развития комплексов программ машинного анализа электрических иепэй с учетом нелинейностей.

Отмечается, что 15ВЭП с импульсным преобразованием электрич' ской энергии присуще"наличие различных типов нелинейностей (нел не/ность, обусловленная дискретной природой и большим числом структурных состояний силовой цепи, нелинейность цепи намагкичи ния, нелинейность нагрузки). Существующие математические модели ЛВЭЛ'не учитывают влияние нелинейностей на протекание процессов в них. Кроме того, модели не учитывают потактовый разброс (для 2-х тактных преобразователей) во времени силовых ключей и парам ров силового контура. Вместе с тем, анализ электромагнитных про сов ИВЭП показал, что число состояний за период его работы тоже достигать пяти. Разброс параметров (статических и временных) яв ется источником несимметричных режимов перемагничивания трансфо маторов, причем эффект самосимметрирования выражен слабо.

Рассмотрены методы моделирования импульсных преобрааовател ме.тоц электронных эквивалентных схем для установившихся состоян по средним значениям и метод управляемой инжекции тока. Отмечае что ни один из этих методов не позволяет исследовать такие вопр как симметрирование режима работы силового трансформатера в сме

олупериоцах работы, устранение "сквозных токов", обеспечение ус-ойчивой работы ШШ1 при нелинейных нагрузках.

показано, что построение математической моцели ЯВЭЛ на основе нделения структурно состояний силовой цепи с жесткими условиями ;ерехода (включающих как управляющие воздействия, так и условии 1апиранлч ключей при достижении переменной цепи некоторой граничной ¡еличины переключения), их описание уравнениями состояния, алгорит-мзация расчета. на основе метода припасовывгшия дает возможность фактической реализации машинного расчета и анализа распространен-гых в практике схем »¡ВЭП с !Ш;<1.

Во втором разделе дана оценка распространеч-1ых численных методов расчета процессов в преобразовательных устройствах и сделан обоснованны?, выбор используемого в диссертчгион-■юй работе метода переменных состояния для формирования системы /равнений к метода ирипасовывания для их решения для пеней, в которых число структурных состояний за период превышает два; разработана БМ 1®ЭЛ, выделены состояния силовой цепи на основании физическо- • го анализа процессов в лЗЭм, получены решения дифференциальных уравнений для каждого из них; разработаны алгоритм расчета временных зависимостей тока первичной цепи, цепи намагничивания, фильтрового реактора и напряжения на выходе фильтра ¡¡ЛИЛ с Ш/!:»1, программная реализация Р/^А 1Р/ , учнтывакдцая возможность работы преобразователя на нагрузку с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Анализ методов расчета дифференциальных уравнений показал, что для формализации процесса моделирования и высокой степени адекватности при минимальном времени решений расчете пооцессов в ¿БЭЛ должен базироваться на методе пространства состояний. Оон-тоР метода численного решения уравнений схем преобразователей на ОБ..' является метод припасовывания. проверка токов и напряжения для перехода от одного межкоммутат'ионного интервала к другому и припасовнвание граничных значений осуцествляется на каждом :паге расчета.

С целью распространения разрабатываемой моцели на широкий класс КЗЭП, в качестве Б'« выбран импульсный рзгулятор постоянного напряжения понижающего типа. К БМ, при соответствующих ограничениях, могут быть приведены 11ЛНП, построенные по оцнотактным и двух-' тактннм схемам. ^

Силовой трансформатор в Б!.! считается идеальны«. При- этом схема силовой цепи образует тог. чередующихся структурных состояния, каядому из которых соответствует матричное дифференциальное; уравнение вица:

%[t)=hX(t)-B y/t),

гцч Д - млтрнца, определяемая ;ihv.ik:sto^v:i л гополбгией схечн;

~ вчнуждаюцпй вектор.

Решение матричного ци^^еренниальч^ро >ривнзнля отыскивается в вице:

/ - 4

где Lff - начальный момент времени,

характеристика воздействия.

Совокупность структурных состояний и условий их образования обрагуут модель 113ЭП с разомкнутой ОС при фиксированном соотношении длительностей замкнутого и разомкнутого состоянии транзисторны и диодных ключей.

При замыкании цепи ОС математическая модель /ЮЛ дополняется уравнением замыкания:

где / - текущее время /7 -го такта преобразования,

U /г I- управляющее напряжение на входе L/IM.

'1ак как гсиротно-импульсный способ регулирования включает различные вицы модуляции (оцкополярная, цвухполярная, модуляция перец него или заднего фронта^, то такая форма записи уравнения замнкани делает era универсальным.

Для организации циклических расчетов на ЭВМ структурное состо нле с детерминированным моментом (началом) формирования выбирается "ведущим".

При нагрузках с отрицательным дифференциальным сопротивлением в алгоритм расчета временных зависимостей токов и напряжения при переходном режиме работы ЛЛЛЛ (программа PR A lP'f ) вводится условие постоянства мощности нагрузки.

Разработанный алгоритм 'расчета ilXIiHI и его программная реапиза гмя (PRA1 Pi ) позволяет учитывать все основные факторы, влля-

I

ющле на статику и динамику в области малого и большого сигналов (возмущающие воздействия и работа на нелинейную нагрузку).

3 третьем разделе проведено исследование влияния реактивных элементов силового контура (инцуктивностей рассеивания и цепи намагничивания) на рабочие процессы ¡IiliCI,

Рассмотрены структурные состояния силового контура ¡ITiiLí, построены временные диаграммы тскоз и напряжений.; получены расчетные соотношения условий переключения состояний л соответствующие системы дифференциальных уравнений цепи; разработаны алгоритм расчета двухтактного преобразователя и его программная реализация; получено уравнение, внешен характеристики ЛВЭП с учетом коммутационных явлений.

При моделировании мощных источников питания проблема отбора реактивной энергии при коммутации цепи разрешается дополнением силового контупа ключами (в реальных схемах роль которых выполняют обратные диода) или организацией соответствующих приемников энергии.

При разработке математической модели ПЛНл с учетом индуктив-ностей рассеивания за основу принята Б«, дополненная уравнением замыкания с коррекцией интервала коммутации (. Последний определяется из условия равенства первичного тока току реактора, приведенной к первичной цепи. Решение для абсолютного и относительного времени коммутации имеет вид:

l'Srhf-U'

где / - максимальное значение тока короткозамкнутой цепи;

Кк Х^ ¿д- " параметры силовой цепи.

Индуктивность силовой цепи уменьшает реальный коэффициент заполнения (^ ) на величину И приводит к снижении наклона

■внесшей характеристики. Внутреннее сопротивление /33Л, как и в низкочастотных выпрямителях имеет две составляющие: активную и коммутационную, связанную с индуктивностью рассеивания:

Внешняя характеристика ЛВЭП является нелинейной из-за зависимости составляющих внутреннего сопротивления от тока нагрузки.

Реализация алгоритма расчета на ЭВМ показала, что кроме снижения диапазона регулирования индуктивность силовой цепи вызывает увеличение колебательности переходного процесса. Получено выражение длч эквивалентного запаздывания, являющегося функцией тока нагрузки'

Введение цепи намагничивания в силовую цепь приводит к возрас-тан.вп числа структурных состояний до пяти в сравнение с Б.'.! и образованию дополнительных'структурных состояний, отличающихся значением параметров цепи я направлением о.д.с. Кроме того, появились вопросы, связанные с решением проблемы несимметричного*режима работы

3 четвертом разделе - исследован несимметричный режим переиагнкчивания трансформатора и предложена эффективная реп*.;за:,пя машинного расчета импульсных источников питания при различных видах асимметрии (параметрической, временной); рассмотрены вопросы симметрирования ¡ц1Н11 по сигналам управления канала ОС по току и предложена эффективная реализация машинного расчета[Р/1А1Р2) НВЭЛ при различных способах контроля несимметрии плеч ПЛНГ1 (интеграл тока первичной цепи, его амплитудное значение, ток цепи намагничивания) .

Несюметричный режим работы двухтактного преобразователя вызывает насимметрию перемагничивания магнитопровода трансформатора. Дял учета »того явления на работу ПГЩ в математической модели индуктивное, сопротивление поперечной ветви {Х01 принимается эависи-мчи от тока намагничивания (.¿¿).

Перебор вариантов аппроксимаций кривой намагничивания показал возможность использования линейно-экспоненциальной модели.

к,/ишх , . ¿0£ [о;

ще -¿о/пах ~ предельное значение тока намагничивания;

оС, ^/, ^г ~ аппроксимирующие коэффициенты, зависящие от материала, типоразмеров кольцевых магнитопсомцоа и числа витков /.нверторного звена ПЛЯП. ...

Для моделирования несимметричны* режимов двухтактшхх преобразователей в алгоритме расчета 11ПНЛ с КыЧ предусмотрено:

- разделение каналоз управления на "ведущий" и "вепомыл";

- расчет зависимости ¿¿,)

- предварительный расчет ожидаемого времени ее существования при допущении постоянства индуктивности цепи намагничивания на очо-рзцном интервале действия структурного- состояния с после.его коррекцией с учете?.! кривой намагничивания;

- расчет интегралов токоп первичной цепи "ведущего" и "^¿-тл-мого" каналов для выявления асимметрии и коррекция уравнения зйг/ч-

.кания "ведомого" канала для выполнения условия симметпирования:

Г

/¿,/Ш'М

О

где Д - номер гюлпетмоца.

3 пятом разделе представлены результаты зкспе-риментальнсй проверки на соответствие теоретическим положен/.я;/, работы характера процессов в силовом контуре ЛЗс'1 и симметрирующих процессов при разомкнутой ОС с предварительным балансированием плеч преобразователя л введением ОС по рляности интегралов тока первичной цепи и иг максимальных эньчен.!?:; псоредена проверка условий возникновения режимов авто кол ебан/.й и их подавления с помоцьп .корректирующих цепей.

Приведено описание экспериментальной установки. Установка, предусматривает:

- образование различных схем инвертирования и выпрямления (мостовой, полуыостовой, со средней точкой трансформатора);

- вариацию параметров силового контура и цепей управления,

включая введение асимметрии цепи (параметрической и временной) и асимметрии управления;

- возможность модифицировать схему управления с выделением "ведущего" и "ведомого" канала, а также.введения ОС по разности сигналов токов первичной цепи за два полупериода;

- подключение эквивалента нагрузки с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

В процессе экспериментального исследования получены внешние характеристики .¡33а, временные зависимости токов и напряжений силовой цепи при переходном режиме работы ППНЛ для двух случаев: симметричного и несимметричного режима перемагничивания силового трансформатора пои "прямом" и "плавном" пуске; изменении уровня входного напряжения; импульсном "сбросе" и "набросе"" нагрузки; скачкообразном изменении опорного напряжения; работе на нагрузку с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

В приложение I приведены решени* систем дифференциальных уравнений силовой цепи ¿-1ВЭП методом переменннх состояния для основных состояний БК.

Приложение 2 - отражены результаты расчета временных зависимостей токов и напряжения при переходнем и установившемся режимах работы ИВЭЛ с Ш'ЛМ.

Приложения -3, 4 включают программы расчета л анализа ЛЗЗл с LEM ( PRA1P/ PRAJP2 ) на алгоритмическом языке 5Г;Р1РЛН-1У. "

Приложение -5 содержит акты внедрения результатов диссертационно?, работы.

'"СГБШЕ РЕЗУЛЬТАТА РАЬЭШ

I. На основании анализа электромагнитных процессов в МВЭП с &ИМ выбрана базовая модель, выделены структурные состояния силовой цепи, сформированы системы дифференциальных уравнений, порядок следования состояний, условия их существования и критерии проверки на соответствие структурных состояний. Показано, что расширение ЬМ с учетом индуктивности рассеивания и цепи намагничивания, увеличивает число структурных состояний.. Дополнительные состояния, отличающиеся значениями" параметров цепи и направлением э.д.с. Соответственно, .изменяйте? системы дифференциальных уравнений, порядок следования и условия их существования.

2. Разработаны алгоритмы расчета цЖ1 с ШЛ!я и получены программные реализации - пакет программ " Р/~^Л1Р " позволяющие анализировать функциональнее переменные процессов, протекающих в источнике в установившихся и переходных реумах их работч при учете влияние синусоядальньгс и пульсирующих возму.цен;-:й по управляющему и по силовому входу; ступенчатых внешних возмущения, скачкообразных изменения* параметров цепи; введение параметрических воздействий и ПС по току и напряжен.®; нагрузках с отрицательной величиной дифференциального сопротивления; включении /ГЮЛ в режиме волы добавки; "плавно;/" пуске, введение инцукмзностл рассеивания силовой цен:;

и индуктивности цепи намагничивания. В результате решения определяются оптимальные значения варьируемых параметров отдельны* элементов силовой цепи к О' ЛВЭЛ. Критериями оптимизации явчяптся: устойчивость , качество выходного напряжения, степень ограничения предельных величин, определяющих параметров.

3. получено выражение функциональной записимости выходного напряжения ¿/^ от тока нагрузки ¿¿/ для *ЗЭЛ с учетом коммуга- . ционного явления, связанного с влиянием индуктивных сопротивления, паразитных или искусственно включаемых в коммутируемых цепях Л^Л. Вырчяенле позволяет: вычислять эквивалентное, внутреннее сопротивление ЛЮП; линеаризовать систему уравнений силовой цепи с учетом коммутационных явлений; сформулировать требования к параметрам.ЛЮЛ для достижения качества выхог;ннх напряжений.

4.' Лолучена. аналитическая зависимость индуктивности цепи намагничивания тороидального трансформатора от напряженности магнитного поля и база входных паспортнгх данных различных типов кочьцевых магнитопроводов.

Ь. На основании анализа результатов расчета процессов в ЛЛЛЛ по программе пакета ■" 1Р " при несимметричном реаиме перемаг-ничивания силового трансформатора в ЕМ показана возможность симметрирования по сигналу разности токов первичной цепи. Проведена исследования на ЭЗУ ЕС-1035 двух способов контроля несимметрии плеч ЛЛЛЛ разности интегралов гока первичной цепи и их амплитудных значений. ■

о. Проведена проверка на соответствие экспериментальных и расчетных характеристик переходного'процесса.

ПУБЛЯйГДЛ

. I. Козляев Ю.Д.,' Рогулана Л.Г. Моделирование импульсных источи ков электропитания /БУ "Депонированное рукописи", ВМГГ.!, О-1988. - Деп. в ЦНГ/1 "/¡нформсвязь".

2. Козляев ¡С.Д., Рогулина Л.Г. Выгодное сопротивление имлульсн легочников электропитания //Рациотетн.лчзск/.е л оптические с темя связи: Сб.науч.гр.учеб.ин-тор свяп/./ .13.1С. - Л., 1988. С.55-52.

3. Козляев Ю.Д., Рогулина -".Г. Механизм .возбуждения импульсных лоточников- электропитания //Системы л средства передачи инф мании по каналам связи: Сб.науч.тр.учеб.ин-tos связи// ЛЭИС Л., 1990. - С.154-160.

4. Козляев Ю.Д., Ловчнков С.П., Рогулина Л.Г. Автореэонансы в i точниках электропитания с широгно-икпульсной модуляцией //Сети связи и средства распределения информации: Сб.науч.т] учеб.ин-тэв связи// ЛЗЛС. - Л., I3SI. - С.42-47.

5. Козляев Ю.Д., Рогулина Л.Г. Исследование влияния реактивног сопротивления силового конгура на внешнюю и переходную хара ристики источников электропитания //Элементы и устройства с тем связи: Сб.науч,тр.учеб.ин-юв связи// ЛЭЛС. Л., 1991. -С.75-79.

6. Козляев О.Д., Цуваева Л.Г. Исследование переходных процессо на 33JÓ в. 1111Г4 стабилизаторах /Диевский семинар "Математичес н программное о<5вспвчанлв. автоматизированного проектировани: л исследования устройств электропитания'на ЭВМ". - Киев, 19! //Рукопись депонирована в тематическом сборнике № 399/УК - I

7. Козляев Ю.Д., Козляевя Смеганина M.'.l., Рогулина Л.Г. Моделирование динамических речлмов работы импульсных стабил! знрованяых источника» олектропитания //Республиканская наута техническая ком^врет^я "Автоматизированный контроль и певьп ние эффективности систем связи"; Гезисы докладов науч.-тех.] 3-5 июня 1985. - Ташкент, 19®. 4.1. С.47.

6.' Рогулина Л.Г. иеременны& состояния источников питания с иир| но-импульсным регулированием //Региональная научно-техничес: конференция, секция "Источники электропитания"; Тезисы цокл; цов науч.-те*.ко»ф. 12-13 апреля 1985. - Новосибирск, 1965. С.З.

9. Рогулжа Л.Г. Математическое моделирование источников' элект] питания с промежуточным высокочастотным преобразованием эне] гии //XXIX Областная научно-технлческая конференция, посвяц!