Анотація до роботи:

Нікітіна О.В. Резонансні перетворювачі постійної напруги з фазовим регулюванням. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.12 – Напівпровідникові перетворювачі електроенергії. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2008.

Дисертація присвячена розвитку теорії резонансних перетворювачів з фазовим регулюванням. Досліджено електромагнітні процеси в резонансних перетворювачах з фазовим регулюванням. На основі досліджень розроблені математичні моделі послідовного і послідовно-паралельного резонансних перетворювачів, розраховані статичні характеристики. Розроблено динамічну модель резонансного перетворювача для оцінки динамічних характеристик і розрахунку параметрів регулятора. Отримано аналітичну залежність комутаційної частоти від тривалості прямої фази перетворення, яка дозволяє оцінити вплив навантаження і величини реактивних елементів резонансного контуру на діапазон регулювання резонансного перетворювача. Розроблено систему і алгоритми синхронного фазового управління, що забезпечують високі технічні характеристики перетворювачів. Основні результати роботи знайшли впровадження при створенні експериментальних зразків резонансних перетворювачів з поліпшеними технічними характеристиками.

В дисертаційній роботі отримала подальший розвиток теорія РП постійної напруги на основі узагальненого аналізу електромагнітних процесів в перетворювачах з фазовим регулюванням і створено на цій основі системи та алгоритми управління, що забезпечують розширення можливостей регулювання і оптимальні умови комутації силових ключів перетворювача.

Результати дисертаційної роботи можуть бути використані для розрахунків силових схем і проектування систем управління РП з фазовим регулюванням.

1. У ході аналізу існуючих схем РП постійної напруги та способів регулювання обґрунтовано доцільність подальшого розвитку теорії перетворювачів резонансного типу з фазовим регулюванням.

2. В результаті аналізу процесів енергообміну в силовій частині РП виділені характерні для фазового регулювання послідовності фаз перетворення. Запропоновано регулювання тривалості прямої фази перетворення за рахунок введення кута регулювання відносно резонансного струму, що дозволило на 30% і більше розширити діапазон регулювання із забезпеченням ПНН і зменшити комутаційні втрати порівняно з традиційним частотним регулюванням.

3. Розроблено математичні моделі перетворювачів з послідовним і послідовно-паралельним резонансними контурами, які дозволяють у загальному вигляді описати процеси у РП з фазовим регулюванням та розрахувати статичні характеристики.

4. Встановлено раніше невідомі закономірності зміни властивостей резонансного перетворювача від тривалості прямої фази перетворення, яка формується синхронно з кривою струму в резонансному контурі, що дозволило встановити взаємозв’язок основних параметрів перетворювача, а також особливості характеристик.

5. Розроблено лінеаризовану динамічну модель, яка описує процеси в РП з фазовим регулюванням при малих збуреннях змінних стану. За допомогою динамічної моделі проведено аналіз динамічних властивостей РП з фазовим регулюванням, розглянуто питання стійкості замкненої структури РП, визначено параметри ПІД-регулятора, при яких без втрати стійкості забезпечується стабілізування вихідної напруги перетворювача при значних змінах величини і характеру навантаження.

6. Отримано аналітичну залежність комутаційної частоти від тривалості прямої фази перетворення, яка дозволяє оцінити вплив навантаження і величини реактивних елементів резонансного контуру на діапазон регулювання РП.

7. Розроблено алгоритм синхронного фазового регулювання РП, що дозволяє поліпшити його енергетичні і динамічні характеристики без ускладнення силової схеми, і мікропроцесорну систему управління, яка реалізує фазове регулювання.

8. З використанням результатів теоретичних досліджень розроблено експериментальні зразки РП з фазовим регулюванням. Система управління, що реалізує фазове регулювання дозволила підвищити ККД експериментальних зразків РП не менш ніж на 4% у порівнянні з РП з частотним регулюванням.

Публікації автора:

1. Павлов Г.В. Исследование электромагнитных процессов в силовой части последовательно-резонансного преобразователя с интегральным управлением / М.В. Покровский, Е.В. Никитина // Технічна електродинаміка. – 2005. – Тем. вип. Силова електроніка та енергоефективність. - Ч.4. – С.3-6.

2. Павлов Г.В. Система управления последовательно-резонансным преобразователем с интегральным регулированием выходного напряжения / М.В. Покровский, Е.В. Никитина, Б.Н. Пекер // Технічна електродинаміка. – 2005. – Тем. вип. Силова електроніка та енергоефективність. – Ч.1. – С.65-68.

3. Павлов Г.В. Исследование низкочастотных автоколебаний в преобразователе с последовательным резонансным контуром / А.В. Обрубов, Е.В. Никитина, Б.Н. Пекер // Технічна електродинаміка. – 2006. – Тем. вип. Проблеми сучасної електротехніки. – Ч.8. – С.46-49.

4. Павлов Г.В. Энергетические характеристики преобразователя с резонансным контуром / А.В. Обрубов, Е.В. Никитина // Технічна електродинаміка. – 2006. – Тем. вип. Проблеми сучасної електротехніки. – Ч.6. – С.68-71.

5. Павлов Г.В. Особенности управления транзистором однотактного квазирезонансного инвертора / А.В. Обрубов, Е.В. Никитина // Технічна електродинаміка. – 2006. – Тем. вип. Проблеми сучасної електротехніки. – Ч.2. – С.7-10.

6. Павлов Г.В. Система широтно-частотного управления резонансного преобразователя / А.В. Обрубов, Е.В. Никитина // Технічна електродинаміка. – 2006. – Тем. вип. Проблеми сучасної електротехніки. – Ч.3. – С.59-62.

7. Павлов Г.В. Математическая модель последовательно-параллельного резонансного преобразователя с фазовым регулированием / А.В. Обрубов, М.В. Покровский, Е.В. Никитина, // Технічна електродинаміка. – 2007. – Тем. вип. Силова електроніка та енергоефективність. – Ч.2. – С.14-18.

8. Павлов Г.В. Динамическая модель резонансного преобразователя с фазовым регулированием / А.В. Обрубов, М.В. Покровский, Е.В. Никитина // Технічна електродинаміка. – 2007. – Тем. вип. Силова електроніка та енергоефективність. – Ч.2. – С.61-64.

9. Покровский М.В. Математическая модель последовательно-резонансного преобразователя с фазовым регулированием / Е.В. Никитина // Зборник наукових праць Національного університету кораблебудування. – 2007. – №6. – С. 60-68.

10. Покровский М.В. Влияние колебаний сетевого напряжения на выходные параметры резонансного преобразователя с интегральным регулированием / Е.В. Марашлец (Никитина) // Електротехніка і електромеханіка: Матеріали науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених. – 2004. – С. 105-108.

11. Покровский М.В. Микропроцессорное управление последовательно-резонансным преобразователем с интегральным принципом регулирования выходных параметров / Е.В. Марашлец (Никитина) // Електротехніка і електромеханіка: Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених. – 2004. – С. 108-110.

12. Обрубов А.В. Исследование динамических характеристик последовательно-резонансного преобразователя с интегральным регулированием выходного напряжения / Е.В. Марашлец (Никитина) // Інформаційно-керуючи системи і комплекси: Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених. – 2005. – С. 45-50.

13. Покровский М.В. Моделирование электромагнитных процессов в резонансном контуре последовательно-резонансного преобразователя / Е.В. Марашлец (Никитина) // Інформаційно-керуючи системи і комплекси: Матеріали НТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч. – 2005. – С. 65-69.

14. Павлов Г.В. Численное моделирование динамических процессов в силовой части последовательно-резонансного преобразователя с интегральным регулированием выходных параметров / М.В. Покровский, Е.В. Марашлец (Никитина) // Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобів: Зборник наукових праць Всеукраїнської НТК з міжнар. уч. – 2005. – С. 81-84.

15. Покровский М.В. Исследование зон безопасной работы последовательно-резонансного преобразователя с интегральным регулированием выходных параметров / Е.В. Никитина, Д.Б. Исаков, Лю Цзи // Електротехніка і електромеханіка: Матеріали НТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч. – 2005. – С. 174-177.

16. Покровский М.В. Система управления последовательно-резонансным преобразователем с интегральным регулированием выходного напряжения / Е.В. Никитина, Д.Б. Исаков, Лю Цзи // Електротехніка і електромеханіка: Матеріали Матеріали НТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч.. – 2005. – С. 177-181.

17. Никитина Е.В. Система управления последовательно-резонансного преобразователя со спектрально-временным вейвлет-анализом выходного напряжения / Д.Д. Баранов // Матеріали НТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч. – 2006. – С. 35-40.

18. Никитина Е.В. Оценка динамических характеристик резонансного преобразователя с фазовым регулированием / Д.Д. Баранов // Матеріали НТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч. – 2006. – С. 35-40.

19. Никитина Е.В. Фазо-частотное регулирование выходных параметров резонансных преобразователей // Інформаційно-керуючи системи і комплекси: Матеріали НТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч.– 2007. – С. 103-107.

20. Павлов Г.В. Экспериментальные исследования последовательно-параллельного резонансного преобразователя с фазо-частотным регулированием / А.В. Обрубов, М.В. Покровский, Е.В. Никитина // Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобів: Збірник наукових праць Всеукраїнської НТК з міжнар.уч.. – 2007. – С. 143-149.

21. Никитина Е.В. Исследование динамики резонансного преобразователя с фазовым регулированием // Інформаційно-керуючи системи і комплекси: Матеріали НТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч.– 2008. – С. 25-30.

22. Покровский М.В. Система управления последовательно-параллельным резонансным преобразователем с фазовым регулированием / Е.В. Никитина, О.А. Махнова // Інформаційно-керуючи системи і комплекси: Матеріали НТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч. – 2008. – С. 35-39.

23. Покровский М.В. Алгоритмы системы фазового регулирования последовательно-параллельного резонансного преобразователя / Е.В. Никитина, О.А. Махнова // Інформаційно-керуючи системи і комплекси: Матеріали НТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч..– 2008. – С. 39-43.