Анотація до роботи:

Голобородько А.М. Зарядні пристрої генераторів імпульсних струмів з ланкою високочастотного перетворення електроенергії. – Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.12 – Напівпровідникові перетворювачі електроенергії. – Національний технічний університет України “КПІ”, Київ, 2002.

Дисертація присвячена розвитку теорії і принципів побудови зарядних пристроїв з ємнісним характером навантаження з ланкою високочастотного перетворення електроенергії, призначених для використання в сучасних і перспективних технологічних установках. У роботі проведений аналіз різних схем заміщення високовольтного високочастотного трансформатора методом логарифмічних амплітудно-частотних характеристик, на основі якого сформульовані вимоги до системи керування зарядним пристроєм генератора імпульсних струмів. Проведено моделювання перехідних процесів транзисторного перетворювача і високочастотного трансформатора з використанням пакета програм наскрізного проектування DesingLab 8.0. Розроблені нові алгоритми керування як транзисторним перетворювачем, так і ЗП ГІС у цілому з використанням монокришталевого мікроконтролера. Основні результати роботи реалізовані при розробці потужного ЗП ГІС моноблокового виконання для технологічних установок.

1. Проведено аналіз різних схем заміщення високовольтного високочастотного трансформатора, що включають у себе розподілені паразитні ємності, методом логарифмічних амплітудно-частотних характеристик. Визначено, що трансформатори подібного класу мають чотири резонансні частоти, з яких можна використовувати резонанс, викликаний власною ємністю й індуктивністю розсіювання вторинної обмотки трансформатора, частота якого визначається конструктивними даними ВВТ і лежить у межах від 83 кГц до 250 кГц.

2. Встановлено міру впливу ємнісного навантаження на основну резонансну частоту високовольтного трансформатора в процесі заряду конденсатора, що зростає в міру накопичування заряду емності. Частота, на якій з'являється сплеск амплітуди в міру заряду накопичувача, міняється в процесі заряду в межах 12-20% у залежності від конструкції ВВТ.

3. Отримано передатні функції різних ВВТ як частотних ланок ЗП ГІС і побудовані їх логарифмічні амплітудно-частотні характеристики, які досить ясно показують динаміку зміни основної резонансної частоти трансформатора в процесі заряду ємнісного накопичувача енергії.

4. Сформульована і вирішена задача створення високовольтного трансформатора з заданою резонансною частотою на основі використання оптимізаційної процедури.

5. Отримано математичні вирази для кожного з режимів заряду: стабілізації зарядного струму, стабілізації потужності і комбінованого. Найбільш ефективним є комбінований процес заряду ємності, при якому до деякої m-го кроку підтримується режим стабілізації зарядного струму, а починаючи з (m+1)-го кроку підтримується режим стабілізації потужності.

1. Розроблені і реалізовані алгоритми керування транзисторним перетворювачем зарядного пристрою ГІС на базі монокришталевого мікроконтролера, що дозволяють не тільки реалізувати функцію підтримки резонансного режиму роботи ВПТ разом із ВВТ на всьому етапі заряду ємнісного накопичувача, але і здійснити додаткові функції: діагностику, контроль, захист ЗП від аварійних режимів і т.п. При цьому системи керування мають мінімальні масогабаритні показники і високу перешкодозахищеність.

6. Варіюючи частотою комутації силових ключів транзисторного перетворювача, можна забезпечити роботу ЗП ГІС практично в будь-якому режимі споживання потужності з мережі.

7. Установлено, що в пристроях зарядки без застосування систем керування ВТП з автопідстроюванням частоти найбільше доцільно використовувати квазірезонансний режим роботи з відходом убік зниження частоти. У цьому випадку середина зарядки накопичувача здійснюється в резонансному режимі, що підвищує ККД зарядного пристрою.

8. Результати роботи використані при розрахунку параметрів і розробці конструкцій зарядних пристроїв генераторів імпульсних струмів потужністю до 10 кВт, виготовлених на Експериментальному виробництві ІІПТ НАН України (м. Миколаїв).

Публікації автора:

1. Мирошниченко Л.Н., Голобородько А.Н. Использование зарядных устройств с промежуточным преобразованием частоты в электрогидроимпульсных технологиях. //Зб. наук. пр. УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ, 2000. - №4 (370). - С. 60 - 67.

2. Рябенький В.М., Мирошниченко Л.Н., Вовк И.Т., Голобородько А.Н. Генераторы импульсных токов нового поколения // Технічна електродинаміка. – 2000. Тематический выпуск. Ч.5. – С. 46 – 51.

3. Рябенький В.М., Голобородько А.Н. Системы управления высокочастотными преобразователями на базе ОМК. // Зб. Наук. Пр. УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ, 1999. - № 2 (362). – С. 83-88.

4. Рябенький В.М., Голобородько А.Н. Математическая модель высоковольтного высокочастотного трансформатора // Технічна електродинаміка. – 2002. Тематический выпуск. Ч.7. – С. 9 – 12.

5. Голобородько А.Н. Математическая модель высоковольтного высокочастотного трансформатора при работе на емкостную нагрузку. // Зб. Наук. Пр. УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ, 2002. - № 4 (382). – С. 129-136.

6. Мирошниченко Л.Н., Голобородько А.Н. Моделирование переходных процессов в зарядных устройствах генераторов импульсных токов. // Технічна електродинаміка. – 2002. Тематический выпуск. Ч.2. – С. 41 – 46.

7. Мирошниченко Л.Н., Голобородько А.Н. Разработка зарядного устройства с промежуточным преобразованием частоты для малогабаритного генератора импульсных токов. //Физика импульсных разрядов в конденсированных средах: Материалы Х Международной Научной школы семинара. – Николаев: ”Актол”, 2002. – С. 73 - 74.

В роботі 1 автору належить вибір оптимальної структури зарядного пристрою та її опис.

В роботі 2 автору належить структурна схема ГІС, результати моделювання у Pspice 8.0, опис СК ГІС, розробка алгоритму роботи СК ГІС.

В роботі 3 автору належить розробка алгоритмів СК ВТП.

В роботі 5 автору належить розробка структурної схеми ВВТ та її спрощення.

В роботі 6 автору належать результати моделювання у Pspice 8.0.

В роботі 7 автору належить опис сучасних транзисторів для використання у ЗП ГІС.