автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.12, диссертация на тему:Широтно-импульсный регулятор с улучшенными динамическими характеристиками

МИНИСТЕРСТВО НАРОДНОГО ОБРАЗОВАНИЯ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Р Г Б С 'V На пРавах рукописи

3 о нмя №9-1

АХУНДОВ РАУФ ФРИДУН оглы

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫй РЕГУЛЯТОР С УЛУЧШЕННЫМИ ДИНАМИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

05.09.12 — Полупроводниковые преобразователи электроэнергии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Баку — 1994

Работа выполнена на кафедре «Промышленная электроника» Азербайджанского технического университета.

заслуженный деятель науки Азербайджанской Республики, доктор технических наук, профессор АБДУЛАЕВ А. А.

доктор технических наук, профессор КУЛИЕВ И. А., кандидат технических наук, старший научный сотрудник КУРДЮКОВ Ю. Д\.

Ведущее предприятие — Институт космических исследований и природных ресурсов, г. Баку.

Защита состоится « ^ / » 1994 г. в « ^ » часов

на заседании специализированного совета Н 054.04.01 при Азербайджанском техническом университете по адресу: 370602, г. Баку, проспект Г. Джавида, 25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Азербайджанского технического университета.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Автореферат разослан « . . . »

1994 г.

Ученый секретарь специализированного созста, кандидат технических наук, децект

БАГИРОВ Б. Э.

-3-

ОЕЩАЯ ХАРЛКТЗК!СТта РАБОТЫ

Актуальность вроблсщ. Источюпса вторичного электропп-

таиия во г.-шогс.м определят: надежностные н шосогабарятше показатели различных сястем.стрбмлетге к улучшзнвв этих показателей обусловило пренмущ-эственасе распространенна езротно-вмпудьскых регуляторов(2ГЛР) .Это связано с тем.что ШНР н'.тэзт высокий ВДД.не тробуэт топдостводщцях раднатороз больших раз-коров, гмеат сравнительно нобольапо кассу и габарита«

Область лргшнензя ¡И-!? очень широка,налрдигр,в радзотех-тлеских ссстегдах.системах автсглатячоского уппавлзш'л.з злег.-трояраводе.в элзктротргнепорте, бертовнх азтенодзих сгстсгах с охршдоеншиш энергоресурса:дя п т.д. ;

Еолкаое зкачеше «иоэт -дннагогчеезва характеристика [ЩР, особенно-переходные прсцьСсу при тт-утац^ях нагрузки.обдагз подостаткамп всех шар является значвтольша шбрссы выходного цапрягенвя лрп сбросах нагрузка н,соответственно/большие соро-пади ео с высокого уровня до ргнео деПствовав'дэгЬ среднего значеякя-пра очередных набросах кагрузхл.при набросо нагрузки,;: ной првкладивйэтея высокое налряг.енга,спяда'-:-~ее. зато« до нужного уроЕ1!л.":.'.ог28 пограбгггзлв нз допускает переналрл-дення на ндх, напра тер, эткзрхголып е устройства, кегли-этерц, оовотктельшо установка,двпгзтолп аадойЪсппеств в спстеках автоклшлш и т.д.

В сг;сге:,'лд церемонного яапрязенза твпа''1П'1Р-ИНВЕРТС?" дакадячеекпв отклонендя.кадрягонзя при пердодзчесЕтх ке-г"-тацплх нагрузки передастся, на шход вявертсра,вноавеяг значительная костабетьнссть а-жгптуду я хсхсаде лха.форуз крявой.

Всплеск выходного наяряговгя НИР дрп сброса яагрузхс. обусловлен адкнизеоз реактивного тока дросселя через выходной 'конденсатор [.С -фильтра и возврагхый ддод п пакоплвниеа яодводк-мой знзрпяз в когщшеатерз от продол^ащэгося поггсеа п.шу.тьссв лрп отсутствии цйпд нагрузки,

В известных ЕИР Для уменьшения этого явленна -щжгаклэг Оадгайшуэ нагрузку{остаточиуо> па выхода рехулзтсра.ОДпако» сто вздет сюяэннэ 1ЗД,дсяолнптзлы:о:4у нагрозу а увздпче—. гагглатуди пульсации выходного нодрякеняя.кроае того,бал-, ласткая нагрузка но гарантирует высскуг устойчивость ЕИР при работе с перводгчзскл г.с:.:г.гутлруе,:он нагрузкой,так как нашло дале сгранглйншх'с яс:дсин> остаточной нагрузки

вцОросов нацряксвия при единичных комцутададах натруаки,ведёт к резкому выходу ЖР с обратной сйязьэ(шИ(;)из состояния устойчивое га в зонах"захватываш!я" нов периодической коьцута-«asi нагрузки .Это затрудняет использование ШИР даш работа на вериодачеоки ком^твруе&ую негру зку .Наличие балластной нагрузки в определённой мере способствует ограниченна шбросов напряжения в ИЯ!С дри единичных кошутадвях нагрузка,но б liilíP без обратной связи.практически нв8$$вктшшо»

Поэтому дин&ьщческие характеристики 1ШР(особенно des обратной связи)при сбросе пагруэы! требуют радикального удуцщаш) я.

При кабросах нагрузки итог место "провали'-' напряавнйя. Для их кошзвсацвз лрюкеияют быстродейетцукцио широтно-шпульсша шэдюгори(вш) и. форсйруадие уетройства.ОДНако, йе. всегда целесообразно приглзизниэ первах.а иквщвеся форса-руиаде устройства шлоэ#екгшш ври снидёшш: питающего напряжения «Следовательно .улучшения требуют и пароходные процессы в üÜíP цри наброса нагрузки.

Дял потребителей яеременнрго напряжения о регулируемой аьшдш'гудой а частотой,перспективно построение састем типа ' "ílíííF—ИНВЕРТОР"«К в'этой направленны необходимо исхсшчкть по-кааоииа фораи.изменения гармоиичвркого состава и амплитуд гаршншс выходного переменного напряжения дри периодических коммутациях нагрузки.

В связа с этим .исследование и разработка ШИР с улучшен-шш дваамнчоскимв характеристиками является актуальной задачек, требуицзй своего дальнейшего развития.

■.Цель» диссертационной работы является разработка hob;¿x технических средств дня качественного улучшения динамических характеристик 1МР постоянного напряжения и систем перешиного напряжения, яостроашшх на их основе прв внезапных одшшчш.х и периодичасхшх кошутациях нагрузки¡математическое моделирование', и экспериментальные исследования переходных процессов в различных режима^ работы {выработка' общих рекомендаций по улучшини» динамических я " нергетическмх характеристик .api; создании таких систем.

Для достюшнил поставленной цели в работа решались' оло-увлне задачи:

-анализ .п вкя&тош:® лпнаиячоской нестабильности виход-ого иапряхевдя лзвостшх ;ЗхР я смстём пере.*.'энаого ¡шгряу.е-Ш1 тэта "1SIP—ГНЬЗРТОР" при внезалинх яом&^ацвях нагрузки,

-разработка яркнцкпов и схспотехцкческлх решений скстеи оетоянного п дорегяиного шщряяеняй. на рсао.тго ПШР.лозвола- ' :;i5x радикально -улучшгть их динамику п эноргоптскяё пока-ателп при коамутацвях нагрузки,

-разработка ?.'атештлческоЗ модели продяогоаного ШИР л рогракя для расчета переходах процессов при хом^зутэцнях ггрузки на ЦВМ; получение ирекешшх длатрс-мм, :

-расчет устойчивости. и-лроводоша сравшазльного' гйрмо-гаеского яаадкза кришх аацряхенлй. известных а цредлохениого !С?ем переменного :-:апржг.оявл прл комцутацгях нагрузки,

-разработка принципов п схе«огегалчаских ресйнлй систем фавдеизя <СУ)ШИР с удучшешиш дштмаческвмя харшсгершАшсокв. Автор защищает сдедущво полохенгя: -досбходдшость и целесообразность пострознля охем -трак*-сторшх ШР постоянного иапрякенля .позволяетнх всйягчзть típ'ocu, выходного налряагния при сбросе нагрузки л переналря-Ш!Я кз ней.ара очередном набросе,

-приияяпч псстрсенлл .структуру лредясеешшх схем ШИР СУ.обчкв рекомендации,

-•:*.зте:;г»т5чес1сса моделирозшше пероходдах процессов в одяояенном'кйР при хоьгдутадаях -нагрузка п подучеашо ре~ льтаты и ссотзокеипя для оптлкззацгв переходного' процесса устойчивой работы регулятора,

-лршодшшадьше схега- ¡ШР с улучавшими долакачаскиия • рактеристккгкн а систем управления, ■ -целесообразность црп'.еконгя прэдлсясчшого ШИР в слоте— s переменного наершшния и дршщнпвашыо схекы' инверторов улучшенной ДЕНшгвкоЯ- при ксмг.утацяях нагрузка; сравпптель-i гарконическяй анализ кркшх находи«- наггряхаияй а полущив результата.

Методы всследования. цеоретзпескко ссследованкя еыпол-и с использованием классяческкх кото.; .а анализа олектрн-зких целей.математического модеялроьанля и численного pac-ja на ¡щ,«атр1Гжой алгебра,методов гармоявческого анализа.

н графоаналитического расчёта.

Достоверность теоретических полоаешш в выводов диссертации подтверздена экопершенталгшка исследовашшым в дайораторшис и щюздашешш: условия*. Научна^ новизна;

.-обоснована целесообразность учёта роста выходного напряжения iiiíl? пра единичном сброса нагрузка z сереиацряаений на вой црв очередной наброее и показано отрицательное влияние отого долетая на перехода! процесс при периодической когаду-твдда нагрузкидоказана незадекпзшостъ ре^еняя эгоД задачи с Еоиоцью балластной нагрузки,ведуцей к сныгешо), КПД ШШ*» дополнит елкккзг Haipesy и увеличению пульсаций напряжения,'' -цредкедеш пршщиш в различные структуры построения НИР с улучаешшш даши2ческ1&а зараетервстшгаыд и СУ,

-цредко^еш пгаеугд-вческаа цодель Ш2Р с улучшенной да-надахоЗ яри ко^^утацгях, нагрузки а соответствуйте rrpoiparaa расчёта переходах Процессов на ЦЕЛ,

-получеыи соотношения для онтЕиадького подавления пульсаций токов з напряжений нового шиР.ашлетудо шбросов вводного шшрякенвя при коаугацвях нагрузки в обеспечения устойчивой работи во всех-реаашх,

-обоснована целесообразность цршганевиа предйокешюх'о ШР в системах переменного .напряаення по. структура "&ИР-ШЕЗРГОР" я представлен сравнительный гармонический анализ вршгнх шходках напржонвй виверторов.

Практическая ценность, разраоотанная математическая модель позволяет э^фектЕвио и с достаточной степенью точность производить'расчёт переходах процессов в ШР с улучшеншын двнааячеюшш.характер^стикаии в различных"реишах работы.

Прзддоаикные принципа а структуры построения ШИР в СУ. а такте■соотношения,осеспечкваи: получение регуляторов с eU~ соквш динамическими и анергегсческжв характерастикани при коадутадвях нагрузки,обладающих высокой надёжностью и устой-чыостю при работе с периодически кощутвруеиой нагрузкой.

разработанные програгш ¿шалвза перехсдннх процессов в ÉÎP .ао&волявт авта&г нзвровать процесс проектирования а снвзе трудоёмкость разработки si их систем.

разработанше принциг зал ьнае схеш Ш1!Р в (Я с улучшенной динааакой ришмзовшш в практических устройствах.

реализация результатов раооти. разработакычи на основе проведеншх исследований и изготовленный оштно-црошшлешшй образец ШИР с улучшеяшми дннайячемсати характеристиками внедрён на предприятиях Ш'ЦиИ1А1Ти и ГПУ'ШУРТАН-ГАЗ".

Апрсбздяя работы, основшв научны о я практически результаты диссертационной работа докладывались и обсузда- • ллсъ на научных семинарах и конференции профессорско-преподавательского состава кафедры"Проияияенкая электроняка" АаТУ.а также в АЗНШЭ км.и.Г.Есьмаяа.

.Материалы работы является составной частью теш: "Повышение з'йектввиостп полупроводашшдх преобразователей электрической энергии" ь-но:;.ер государственной регистрация ЭД86.0135491.' ' ■

Публпкацп!-:. Порезультатам внполпешш: яссявдовашШ опублзковэни 4 статья,солучош 2 авторских свидетельства СССР ¡fa изобретение одно поло.тательнсе рещешю на патент.

Структура и объём работа. Диссертационная работа состоят мз введения,чотырох глав и шводов.ззлогошмх на 155 стравдах дадошолясного текста .содержит 40 рисунков на 40 страницах, 3 таблица на I странице.список лятерзтурз, зктаяпадой 92 наименования на 7 страницах, 7 приложений па 48 страницах.Обцвй сбъом работа составляет 210 страши.'

Во введении обоснована актуальность ренаекых задач, сформулированы цель работа я задача исследований.Приведено краткое содержание работ«.

3 первой главе проведен обзор азвзстгах ехдм ПИР, анаявз их дена-'гичеекпх характеристик и выявлены обгдае недостатки.

' i во второй гласе предложены новао технические сродства для качественного улучвония дашагдикз импульсных регуляторов постоянного налрялпшгл прз коммутациях нагрузки,проведен сравнительный расчёт их К1Щ з обосиовава.цолвсообразаооть построения систем переменного 'напряжения тайа^^ИНЗЕГГОГ" на их основе,проведен сравнительный гараокячвеква анализ капряйвкйй эткх систем.

В третьей главе разработана и • -•.тздоиака на ЦШ математяческая модель предложенного Щ1Р,рассчитана его устойчивость и подучена соотношения для его оптимальной и • устоИчивсД cvi00i;¡,K.pa6v!Xt'í¡a оСяхо рекомендации.

-8В четвёртой главе дани принципа и структуру построения и црйщипкалыше схеш ШИР с улучшенной данашкоЯ н евс-тегд управления,осциллоградш переходных процессов,обоснован' шбор метода экспоршептальшх исследований.

■•В выводах сфррадглироиаш основные ааклаченвя по ж-полнешшу исследованиям.

В лршшаениях цриведеш ирограша дте анализа на цш переходах цроццссов.полученше временные даахфа&ш,»охяь~ чвекка характеристики разработанного щр,а&ш промасленного внедрения,спецификация здекойтов.иопользизипмх в экспера-иенталыюц образце Ш11Р.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ . В настоящее время в различи.: х системах в -качестве источников питания все более вокользуятся ШИР,которые иишяг высокий кпд,«алав шссу я габариты,но г. т.о ке »рв^-о-гносв-твльао иешеокно дшшиячзекпо характеристика «ри Еош^тециях нагрузки.ограничена« выбросов выходного наяряшшя ДМ? при сбросах нагрузки с поыощь» баллаашой шгруакв шлоэМ.«яярш*-ио и ведёт к ухудаоввв энергетических показателей регулятора.

Для ВС|ШЖдНВ8 шбросов выходного ИШХрЯШШЯ лри коммутациях нагрузи! я сохргшзнвл напряжения нвизиошыи в реяи~ № холостого хода без пршдзнвшш'балластной пахруЬва, предложен М1Р с улучаетшш дашшчвсюш харга;торшшшамв ,схеш .которого показана на рис Л.

ШИР содараат ро:гудгарувдий транзистор VII ,кош$гтаруь-щий транзистор УТ2 »обратные да оду Д1.Д2 ¡дроссели 1.1,1.2 ; конденсаторы С1,С2.-и следящие устройствоСЛУ.

На рис.2 нредставдеш врецешые диагракш нааряжоний разработанного регулятора,где:

ивм*.VI1 -иаиряасение на выходе транзистора. VII , Уйг} -нанрньеиие источника питании,

^СКР

иод нагрузкой, Ус! -напряжение на конденсаторе С1 , -шшршсешш на нагрузке,

-наирженш на конденсаторьС2» дУсг ныфлйшшя ьа коцд&нс&тор ' С2«ри <Л'~

нкршшн Тр: ,13ВСТ0{1Н М12 »ПОДВО/уШОГО бОЛОО

шеокоо нинраксниа конденсатора к конд-эн-

у -среднее нзщишзниь,выделяемое на конденсатора С;

РИС л

ж

ni у

-Ъ

О"

р"

¡Л}'

Д]

->->С1гЯ

! 1 i ' i S • .......................... .' ' _________1 _¿Uc2

! ¡" í 1 ■|u„-l/a

I '! НЛБРОС

. г---—

Т*

СБРОС !

НЛЕРОС

f I р о о о а ав na a паи вяй к я я п » я п

I—

РИС .2

I'

сатору С2 . -дона импульсов напряжения.

Устройство работает следулдаи образом.

Напряженно источника питания U{-n преобразуется в не обходиков сроднее напряжение с комодьь регулирукдого транзистора VT1 .раоотакдиго и - режиме широтио-иицульсного шшча и первого LC -фильтра,состоящего из дросселя LÍ.конденсатора Ci и обратного диода Л i .

На рис.2 этот процесс преобразования показан на дня -грамме Ustií.vrJ »J,Ae напряжение 1)щпреобразуется в «умов напряжение Utifp.

В установившемся реавш, когда нагрузка Rh подключена¿ транзистор VT2 отперт и среднее напряненве первого фильтра, через VT2 и второй фильтр,прикладывается к нагрузке.

Г1рн внезапном сбросе нагрузки,начинается рост напряжения на конденсаторах Сi и С2 фильтров.Для предотвращения этого явления,в иыцульсном регуляторе предусмотрено устройство ОЗУ, следящее за уровнем напряжения на конденсаторе С2 .Как только оно начинает расти в станет равььш некоторому- эталонному пороговому напряжению,которое устанавливается моает свободно регулироваться в системе управления»устройство СЛУ запирает транзистор VT2,разъединяя первый и второй фильтры«Таким образом,на конденсаторе С2 фиксируется среднее"напряженно.действовавшее на нагрузке Rj¡ до её сброса .Реактивный ток дросселя L2 ври этом з&алсается через обратный диод Д2 ,нс шы-вая никаких изменений на конденсаторе С2 .А на конденсатореCi происходит рост напряжения кз-ва замыкания реактивного тока дросселя 11 через конденсатор Ci и обратный диод Д1 ,а также из-за периодической подпитки шпулъсак»'входного напряжения.

При очередном набросе нагрузки,тек конденсатора С2 за-шкается через нагрузку,напряжение на нбп начинает спадать,!« когда становится' ыкае эталонного, СЛ У отпирает транзистор VT2, соединяя первый и второй ¡¿¡кльтри .Эти процесса наказаны на

жакжт вг-адчена« VT2 имеет место «сшшск напряжения, на конденсаторе С2. : ¿Uta .обраьущийся из-за подключения бппее высокого ньпряасния конденсатора Ci .Но утот всплеск очень незначителен,так как подавляете« шшуктивносты) Д( ш&нруяюго дросселя 12. а еккостью котлиоьторк С9 .которая значительно бслъшь ёк-коств ¡:<;иденс;л opa Ci. .¡-атем ы> нлгруью усчанаыи-

вается ранее действовавшее напряженно,а на конденсаторе О Напряхешн; спадает до сродного значения на нагрузке: Цц -на верхней диаграмме.такш обра~ом,напряжение на шходе пред-лозенного ЕйР практически неизменно ара комцутадпях нагрузки н смеет малую амплитуду пульсаций, бла. одаря тм.у.что при подаслючетш нагрузки,автоматически образуется структура сло--иа с двухзвеяши фильтром,а такне за счёт отсутствия балластной нагрузки.

Для анализа переходных процессов в предложенном НИР разработана шгекатическая модель,учитывающая все режима его работа;пуск,установившийся реяшл,сброс и ваорос на^узки. Использован классический «етод анализа электрических целей.

Эквивалентная схеаа для режимов пуска,наброса нагрузки и у становившегося режима показана на рис. л.

Дифференциальные уравнения для вычисления токов и напряжений в различных ветвях эквивалентной схеш составлены при условии,что входное напрянение периодически равно напряжению питания (импульс) л нулю(п£_: за). .

Преграда для решения этой задачи на ЦВМ .¡¡¿стоит из двух циклов.в первом цикле решается система уравнений,описывающая поведение систеш при наличка входного ьдшульса:е(1Ь)={: ; во второй цикле-цри отсутствии' входного кшульса:{?(Ь)=0. Результаты решения одной систеш уравнений являйтся начальными условиями дли решения второй системы и обря г но .так ш-митаруется импульсное.воздействие на входе ШИР: С(1/) .Исследования проводятся'в течение определённого выбранного количества шагов в каждом периоде импульсного напр тения. На рве.з принт ш следующие обозначения: -внутреннее сопротивление источника шп-шя, Чг «-активное сЬпроти£-ление обмотки дросселл 1.1, Х3 -активное сопротивление ооаотдл дрос<°;<ш/ 12, £((;)-входное импульсное напряжение прямоугольной фарш

с амплитудой с .равной иалряж-. :ж гстсп шггсиш. щеке показаы последовательность входных шднульсов (?{У .-.;.« сквахности; у =0,5.Казднй пергодТ ра:»лвлён на Ю юат ]3 тзчение пер1я..с пяти шагов решается -¡истина уравнений яри в(0 - В (I цикл);в течение следующих шш сис-

тема уравнении ирд .£(!/)-О (2 ¡¡ню.).Естест.- энг.о,У -/ О. оосгяскешя ШН) чь.- .¡-- ».• ь;ч»сь к гнетете а. •

eft) J E

о

-V i

!i ь \

к к . Ц1

JL.____________

i I Ъ '1 i с у Б ç i

м

"ir 2Т

0 O Í U ti ; í¿'® «0t; í3(o)=0 ; U£l(b)=ü; Üf¿(o>0 ;

2)Vt ? ; Ш ? Ш ï Üji)

) ííM ? i3Фг) îUaCQ i

у i Ш

г-пз.з

При исследовании луснсо ¡ИР.началмио условия равны нули: 1^0; 13(0)=О; и«(0)=0; \)и(0>0.

Во время действия галлульса входного напряжения,пмзпт .''осто два процесса гзарядтса конденсатора С1 и одновременно-его разряд на цел;- нагрузки,что соответственно описывается уравнениями:

е (V 1г) Ц +11 (с! ¿¡/¿1) + \)а

Напряяегога на конденсаторах С] ,С2 .определяются гак:

■ У* ; и^Л

Теки в ветвях эквивалентной схемк:

-Кг ;

Система доТферепшкиьшх уравнений для первого щгпла тачнслсший:

а -ф, -(м^) и/и -[иС5Д1]{г/11]

¿ыНЩ-ЬМ • ■ амИ^И&А]

ВО время паузц( £(!;)= д ): г,/л [.Ц ЛI)/АЬ) I-^О

Система даф^еренцлальшх уравнений для второго цгкя

9-Е

шчпеленки:

dUc,/dt4ч/Cl]"[^/Ci]

аи«/аь-[1,/сг]-[иС1 /р«]

е(1;>о

Вшеприведёише снстеиы уравнений являются математическое моделью предложенного шир.яозвсляедей исследовать пуск .установившийся рбжад и наорос нагрузи регулятора.При исследовании наброса нагрузки .начальные условия для 1)с1 ненуле^е.а.дня {4 , Ц -нулевые.

При сбросе нагрузка структура схеш вир меняется автоматически, благодаря захшрашш транзистора УТ2 .отключающего цепь 1.2-Д2-С2 от конденсатора С1 .На конденсаторе С2 фиксируется среднее напряженна, действовавшее ранее на нагрузке,а на С] напряжение растет .Изменение структуры схеш ШИР соответствует исключении из его эквивалентной схема(ркс.з)параиатров Чз; 1,2 ;С2 (¡-В результате Образуется новая эквивалентная схеш для исследования режима сброса нахрузкв-рис.4,

Рекии внезапного сброса нагрузки характеризуется урав-

неш5ЯХ1и:

eaKV^í^üci+UCdii/dO ; ¿rC¿CdUa/dii) 0»t2¿i + Li(d¿j/dt) + Üci

ák/ái = e/Li

|-e(t)=E

dUci/dt = ii/ci

dii/dt«-üci/u '[hii/lí] dÜci/dt= Ii/Ci

Все исследования проводились на 300 иагов для ШИР tíos обратной связи при екаааности работа ключа у1 «0.2; 0.5; 0,8. разработана программы для моделирования на цбь;. по методу Pyi ге-кума .позволявши анализировать перех.днне процессн в дайом ¿.«-¡киш работы н устойчивость схош.

' разработанная каталитическая ыодиль позволяет иссдэдо-вать таы.че динаиаку предложенного шй? и при наличуч обратной связи(poSii« стабилизатора) итого н нрохраейчу вводится условие &йл5шы»нд;> есхь k¡j.u, учимзиоизиве вдв-

О.

?! h -CZJ-r-ÍZZl-

Li

-/-VW

e(t)

ж

"Л

M.

!i

Ucí(o)=Uhcp ;

2) Mt <t2 ; Uci(ti) ; iiCtD ;

; Uci(t2) ; ii(t2) ;

í) %it > Uci(Í3> ; ¿i(t3) ..

РИС. 4

тельностн вьшул ьсов в завьоимос..; от внешних возмущений:

''tistnMMH+trti(U0ij- К Uta)

где: t): ,1йН -минимальная.длина импульса,

U-спорное напряжение, -

Ц -коз|ф:ицйвнт деления v.входного напряжения, ■{¡,ц -длина кшцгльса.с^огветс'твую'.цая напряженна "I В" ка нахтузке.

Однако,наиболее целесообразно применение разраб^Ган-• ного лир а системах без обратной связи,где перепаду выходного вдцряжвшт при ковцугодши нагрузки значительны » црактвческя шчоы не компенсируются,

- из анализа дхшашжн предлог ¿иного ¡¡MF можно сделать, вияод.чхо дай олтимальао-о подавления установившихся пульса-цяИ тока ¿з пульс 'его Ударного значения при набросо нагрузки макс и вспяе<5ка напрякения л uca .целесообразно придерживаться соотношения: о ■

1ЩЫ

Поскольку дальнейшее увеличение 12 ведёт к увелвчешш времени переходного процесса"t^p и енгаенва устойчивости регулятора, превышать значение L1 .вычисленное согласно указанному соотношению не рекомендуется.

для большего подавления &Усг 2 повышения устойчивости, не обходимо увеличивать значение ёмкости С2 .Анализ результатов исследований привёл к оптимальному соотношенва.пря котором ¿Uct, ßw.«,Uti nvAvt»h клис > "¿««p .-минимальна:

^ -i'l/C 2^0,09

для более детального анализа устойчивости предложенного ШИР,составлено характеристн.зскоо уравнение операционного сопротивления с хеш Jfp) в проведено исследование но критерию гурвица.в результате чего выведено соотношение для устойчивой работы регулятора.достоверность которого нодтверг- . дается д.чаграшакя токов и нацрягенвй ШйР.получеянышз ранее ups ыоделярованкп на цш;

• Выявлена т-акзе повышенная устойчивость преднодциого ШР к "захватывании" частота в систолах с обратной связи» при всрйодвчйсхой ко«иушдая ¡taiру зки„Начальная члд'ота захвати- ' вапая и вавестюх ШВР с обратной связь» шчйсдштся так:

Р __________i______

,. " BlotVA^i'e «СДКА

гдон-g or¡;A -алатодшссть шброса яиирдэдод и& выходе НИР пр."! олигп'чкол! сбрс .е нагрузки, tg йедкл -давтилеиссть выброса иаярчш(»ш на шход« Ш11Р upa едшшчпоа наоросо нагрузка» Когда частота х&иаутащяз аагрузл) Q становится равной . ifflG скачком втягивается в реэоиаис и воошшшт Оахьгод авто-* колебания.

з ®1Р(рие.1)-Л/8^ !sW» - так .

что yj-.влкчаваст уживчивость сгаоалязатора upa раосто .¡- язр;!-одвческуа нагрузку.

Сопоставление расчйтшх даахраш а результатов («.«сиерн-цеитоь доказало их хороасое соиь. деязе.что подвода:г сдвлагь 'вывод о правильности подхода к разработке мапнатаческол модели •систеш,

Предзсжеы нрлкциш ас-отроения силовой чн'стл и (;;/ í;3ir с улучшенной.ддакзвюЗ,а также их дрынишгаяыие зхеш.

СравнительныД расчёт показал,что при 3пьчйт<*дьв0 более высоких дончивческих характеристиках при ю<-' уттцях нагрузки. КПД 1Ш1Р(рио.1)нрактическу не уступает системам с лотоматачег: -ки подключаемой балластной нагрузкой а нрешагиет эи.зрх'в-гнчео-кие показателя ШИР с постоянно включенной балластноГ, нагрузкой. Разработаны та;пш дополнительные «ори по ул>чыеииа líJIil ШИР (ркс.1),в частности - электронная система тцуятириванин даоссе Г: з установишься резине.

Обоснована целеооибразность нрншшония : "¡;¿íí- ;

■улучшенной в системах не^ыецн л нг-пря-

яеиия,позволяли' исключить язменения. лшлитуда чларя^ши.' upa периодических кошутацгнх нагрузки и иовиош'ь у>.*» ui4ii» востъ систем..¡1р ж<;ден ириинигсльаы^ гарибничьекий г« на.фЯакний ин: /ртореъ при коммутациях нагрузки.

разработай,) схьш внйертори.исключащаго. pect анхчату -ды ыходногч mu, .üwiiaa при сброс и нагрузки; инвертор:' ШШ и .на.'.тюгй ¡ianpfb.2ii.Ka; »aa^ptf¡pa- с *впа,ивиу~

>!<.¡i ív,:i::.> . • j.,0.' Ha ObHuW ШЙt\

Эксперименталыше исследования,проведенные в лаборат< ных н промышленных уелоаиях,подтвердили высокую эффективном предложенного шкр при работе на периодически коммутируемую нагрузку.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТУ

I .Обоснована неэффективность применения балластной не грузки на выходе известных ШР для уменьшения отклонения выходного напряжения при компаниях нагрузки.применение балластной нагрузки снижает КПД ШИР'и создаёт дополнительный на грев,повышение пульсаций напряжения ь не исключает вероятное тн возникновения автоколебаний на частотах"захвптываиия" при периодических коммутациях нагрузки.что ограничивает применение ШИС в случаях периодически коммутируемой нагрузки.Эти недостатки относятся и к систегш переменного напряжения тип "ШИР-ИЯВЕРТОР".

2.Разработаны принципы построения и принципиальные схем; ШИР,исключающего выбросы выходного напряжения при сбро сах нагрузки без г-рпыеиенде балластной нагрузки и перенапряжения на ней при очередном наб|юсе.применение предложенного Ш11Р в режвь:о ШС позволяет существенно повысить устойчивость стабилизатора при работе с периодически кокгдутируеиой нагрузкой.

3.разработаны катематпческая модель и..програшы'ддя .

исследования на ЦЕМ переходных процессов в предношенном шир при коичугадиях .иа1рузки,позволш5щио с достаточной точностью расчитать токи и напряжения в различных частях схемы как в переходных,так и в установившемся режимах,амплитуду пульсаци) в такг.е выявить зоны неустойчивости эмулятора,Модель позволяет оптвавзировать параметры элементов ШИР пая -получения ■ наиболее качественной картины переходного процесса.

' /¿'.рассчитана устойчивость предложенного ШИР и на основании расчётов и анализа полученных прп моделировании диаграмм, выработаны общие рекомендации и необходимые соотношеши МЯ оптимальной и устойчивой работы регулятора.

5.Предложен ШШ>,обеспечивающий форсирование переходного процесса при набросах нагрузки даже при сниженном питающем напряженки.

6 .-Предложены схеш инверторов на базе ¡ЖР с улучшенно! динамикой и проведен сравнительный гармонический анализ на-

-19- , . . -рЯХОНВЙ.ОСИОВИЦв ТвМШЧвСКЙ-З ромешш.подучоишо В ходе 3311— •олиоевя работы зацицещ авторскими свидетельства?."!«

?,Проведепя" эксперт*« галыио '•'иоследозашщ ШИР о улуч- ' ®шшш дшашческяка характвравиясаки,разработаны структурные ; принцшишьше схеш систем; упрашк-шш НМР я дополпвтельшх лектронних узлов.Обоснован выбор «етода оксперкг-штольнях ссладоваякй.

.B.Si'fnKTiib-iocTL ;ч,хааот0хяач8ских решения,а гта.9 ;остоверность* вы водов и рекомендаций, подучешых в работе,под» верздона оря использовании и лрошилешгсм внедрения.

Основные результата дгсс'е^тациоляой работа лзлозшш в . ледущих лублшсацнях.

1.Лвторскоа свкдптельство СССР £1649625, 1991г., Импульсный регулятор постоянного напряжения* .Абдуда'ев ,UA. ■ хундов р.-2. • •

к'2 .Полозштельное решенЕз яа патент ло заявке JS48448B4/G7~ 71366i I9S2r«s,, "Преобразователь постоянного напряжения в улого-тупенчатсэ",Абдулаев А.А.,Азсундоз Р.ф.

3.Авторское свидетельство' CCCP&I5S23I5, 1990г.', Преобразователь переменного напряжения в постоянное", хундой P.O. .

<4.Ахундов Р.Ф., "Инвертор с широтно-икпудьсной модуля-кей л ушожени.еи выходного нанряхенпя",сборник ¡,/трудов дзпи Систеш н средства управления и их программное ойосшченвв), .Е-аку-1989г. ,отр .32-35.'

5.Ахувдов Р.Ф. .•иШир>-тао~вмпудьсшй. регулятор и улуч-знньши дииашгаескаии.характеристиками",сбордак н/трудов АЗ'ГУ •дикрояроцессорше .сяс*еш и средства управления в техан-ЗСКИХ системах),г.Баку~19Э1г.,стр.46-49.

6.Абдулаев А.А.,Ахуадов Р.Ф./'улучшение дяиаыичвокиг зс-йств ииротио-вшульс1ы>. регуляторов при иош(у«рацвах на-эузки",тезисы доклгздов Ь.. дународной конфвреьцш1"прой:н;!.:.^ эеобразования электроэнергии",г.москва-1&узг.'

7*Абдулиев А.А.,йХ>адов' Р.ф.,исисгеш переменного шряташя с /лучаешшаи дия^лическвма харакгеркстлкхш", ззкси докладов международной конфзреш'ш "проолещ npet*.pa~ звачия электро: трпш'Чг.Мос1ша-Щ,ЗГ.

Дичтй' вклад автора в районах,нагшоаашх в соавторства» состоит в^лодеацош

в работах [I }2] автору. пргодаддгач-г вдэя реиойня поставленной задачи и разработка щшедшташш; о£ец, в работах[б|7] автору пршийшгт тоотайовка задачи я обобщешго проводе ;шых работ»

X Y Л А С Э

Ьазпрка днссерхвеяja вкзпдэ тзисшгеа .jefïн есэслэрда вз базиса', •л кстшуадэ eT»9jöH ишуясуи (шинв тшзтдяэ^чясй ШЕР) гвдгяг еди~ i. Бу тэйзйшв^з«л зукс*зло1я«вдо чих LS корки нла ja cuMpajra ларина yjryn озараг, jykyh арткасшща аса томилаja ííorsu ерт^ ^клеше-ie аьесап вершр.Ояа 'коув до jvKvn шдауааси j3;iapu ваяш jïucait 'до-икв хпракг ери суй кадара шлак одмагла jaimsu, йадласт дуклу НБГ-а&ри. ; у .'¡¿tu аааза гиаидарн, ®3-нип «залкасиян ва чихыш карг. и ля jii дэ-' идэлэтптп аргиасшш орадап капргр. ïajiih»' олунзп .^энзимладачлиаи :саг. да jauta'лиг« я зря ода к пь гез-гез'- кошузаси ¿аларц порак-!дв д^зиктяи кпдшипьсзна ямпап варяр,

Хчсуса олараг ¿ггридишнз рв jasa ¡..одел ва yjryH ирси-раицн кешзкьв I—да гэклй./' овунодш хйиьдмдв^явшш кечзд, просеслбрл щън мшдар. КласЪвк ve уд ваеягвея лэ ' електри к дюврвлврявпк ун^гипан-.олапа^вэ двф^рексазл систем хвнзякэзрщдои s шкал олупан рг jaca

гефлатап кошугася ja дар да кечад лросесинин ajEUB уасвирякя алмах я'{1ST ейецеигяэрняян ¿ахиияавдирилкш да наш к uej;}*: jje'mpe ишк аИРТрдеринп оит^лпллаидап.лага в г,.чаи веркр. Гвдз .UüHößjßnsu ва Die-гларяг! дахил!.. глгавв;.;аглар1П!да' japainn вгкалеря tarnen незэра алнр. аря садгягаглар ееасшда гивзишэ js«nwR тачруСэ нгмуиаслвнн japa-иасрвда истцфадз одуиан умуш гэклкЗьвр вера пар; Дяссептаояja пшидо ¡¡вазрй тодгяг.'тдапа jaxsm yjrjw .кеябн е;ссоепа~ V Нйтичнлари у?! aap лаз up, .

{¡5!ЛЧ1П!И!1 caiiat керквидйклв а ту по системяапашв еаавэ ахемот ¡хи» • !Л низардэи КБЧВПЯЛВО.

Jïuïh кошугаси jasapu вахт« чеврвчалоуии дишк»кляши захлшлаидар--проолеплзрашш Пал/аша кошлек» сурвгдв оанш-ш, текча carta у карлик сезгешюрв дед«я, де junen коркинлик сйстшри де ojpг>нвsr.j'tivíj3. "ИБГ-tíltoBPTOP" структурлу Заяшкяяднрилыш дяшшж характер,со-ла-a jaaiiK оршевпал охпылор гй.клкф олунмуадр. J г кун аеагодик ко».'лузь-алара впхгн »imepiop ;:аа;а;аля jBiiiui тагдвм едкли-а-:! mrajacefflj napua--ааляз:: jan:;.ii,¡:saa cxei.-aayiiii jyunaji е#ем'мвл8 ja ал -вдир..

■RESUME

The width-impulse regulator (WIR).which excepts the blips of a output voltage during, the ioao s .d.:-.connections and accordingly, the excess voltages on .'it during - he next connections is considerei - in this work.The construction of, this iilR is based on the new principle and without using'of the ballast load,which makes it possibli ■side by bide with the'-reaching cJ; a high dynamical characteristics during the load's commutations,tn except the additional heating, the efficiency deoreasingand output vpltage ripples IncreasL-^, characteristic' to WIR with the ballast load.A high stability of the elaborated regulator gives a possibility to work. with, the periodical or often commutating-load.

. The transient processes in tiie proposed- impuls. regulator in detail analysed by computer '"1th the help of the worked out mathematical roodex-and conforming urograms;Considered wathematioal

model,based on the classic method of ths electrical circuits . . * "

researching and composited from .the differential equations systems, gives a possibility to "optimise the piratnetres of the elements of WIR wJth the improved u/namic characteristics with a purpose to obtain the best quality of transient processes during the load commutations.The model takes. Into consideration the .losses in -o the Inside resistances of a'power supply and.the'elements of impuls system. >' . -

Basing on the theoretical researches,are worked <ut the e>tsBos recottauendations and necessary .correlations for .building of the ctrailer systerr.s,whlch were used during'the-creation of experimental--.-del of the regulator. ' :■'

In this work are presented experimental, results 'which are vevjf good become intimate with th^theore ,ical researches.

There are considered also the additional'schemes of the dlrecl voltage Iffpuise systems. •

In the vvortv carried out the complex approach to a'solving of £ problem of the changer's dynamical characteristics Improving during the load'-s commutations, thanks to what sufficiently wide are considered not only the systems o-f direct,but the alternating vpltaj too.There arc proposed the schemes of inverters, with the Improved dynamical characteristics by the structure: "WIR-IUVERTKi"-The presented'.comparative harmonic analysis'of the .Inverter voltages during the periodical load con®utations,gives the- possibility to-dra the conclusion about the high efficiency -of the ejatora*#i ¿ys teres..

• • /¡—¿I '' > //¿lv?. k'az*. /K/frpj.//,