Наведено способи побудови інтегральних силових модулів, що мають властивість адаптовності внутрішніх параметрів до умов застосування, зміни параметрів зовнішніх ланцюгів, режимів навантаження та частоти комутації, з використанням яких створено імпульсні напівпровідникові перетворювачі малої та середньої потужності з поліпшеними електротехнічними характеристиками. Розроблено інтегральні модулі, що характеризуються змінними параметрами внутрішніх ланцюгів. Запропоновано схемотехнічні рішення інтегральних адаптовних силових модулів на базі МДН-транзисторів. Отримано аналітичні вирази розрахунку втрат у таких силових модулях. Наведено методику розрахунку параметрів елементів модулів.

  Скачати повний текст

Розроблено способи підвищення швидкодії систем з напівпровідниковими перетворювачами на базі побудови алгоритмів швидких симетричних перетворень. Запропоновано матричну форму запису базисних функцій СКІ-перетворення та розроблено методику побудови алгоритмів швидкого СКІ-перетворення на базі факторизації матриць. З використанням запропонованого способу факторизації матриць розроблено алгоритми швидкого СКІ-перетворення. За результатами аналізу різних апаратних і програмних способів реалізації алгоритмів доведено, що найбільш швидкодіючим і, водночас, дорогим способом є реалізація на спеціалізованих мікросхемах систолічних процесорів; найменшою швидкодією (близько 2 мс) та найбільш низькою вартістю характеризується спосіб реалізації алгоритмів на однокристальних процесорах; найбільш прийнятною є реалізація на цифрових сигнальних процесорах. Розроблені алгоритми швидких перетворень та методи їх реалізації використано в системах керування трифазним інвертором з компенсацією впливу несиметрії трифазної мережі та широтно-імпульсним перетворювачем фотоелектричної системи з робастним принципом керування.

  Скачати повний текст

Досліджено питання забезпечення електромагнітної сумісності стосовно індустрійних кондуктивних радіозавад під час автоматизованого схемотехнічного проектування напівпровідникових перетворювачів напруги ключового типу. Запропоновано методологію схемотехнічного проектування перетворювачів з урахуванням вимог електромагнітної сумісності на початкових етапах розробки. Доведено, що ці вимоги, сформульовані у нормативних документах як частотні характеристики завад, можна визначити за допомогою аналізу амплітудно-частотних характеристик елементів матриць розв'язків, розрахованих в інтервалах лінеаризації перетворювача. Встановлено, що мінімізація відхилень АЧХ цих елементів, зумовлених наявністю паразитних параметрів компонентів за тривалістю часу перемикань ключів, призводить до зменшення рівня індустрійних кондуктивних радіозавад, створюваних перетворювачем. Розроблено алгоритми автоматизованого схемотехнічного проектування перетворювачів з урахуванням вимог електромагнітної сумісності та запропоновано математичне забезпечення для їх реалізації.

  Скачати повний текст

Розроблено новий метод аналізу перетворювальних пристроїв у перехідних режимах роботи. Розглянуто метод аналізу перехідних процесів шляхом відображення їх на площину комплексної змінної. Вказано на переваги запропонованого методу перед існуючими - можливість аналізу лише однієї змінної, щоб мати уявлення про перехідні процеси у будь-якій частині всієї системи. Необхідність визначення ненульових початкових умов для кожного такту роботи перестає бути важливою. Зазначено, що принцип єдиності перехідного процесу в усій системі дозволяє контролювати лише одну змінну, а всі інші розраховувати за допомогою годографа даної змінної за розробленими алгоритмами, що значно спрощує вимірювальний канал системи мікропроцесорного керування. Встановлено правила аналізу на комплексній площині різноманітних пристроїв перетворювальної техніки.

  Скачати повний текст

Введено новий тип часових характеристик електричного ланцюга - функції вільного режиму. Запропоновано новий спосіб описання перехідних процесів у перетворювачах на інтервалах між комутаціями, який виключає необхідність визначення сталих інтегрування під час переходу від інтервалу до інтервалу. Одержано універсальні рекурентні формули для розрахунку багатоступінчатих перехідних процесів у перетворювачах з сталою та змінною структурою, які суттєво зменшують трудомісткість розрахунків. На підставі використання рекурентних формул запропоновано способи визначення квазіусталеного режиму роботи перетворювачів без попереднього розрахунку багатоступінчатого перехідного процесу. Запропоновано методики, алгоритми та програми для прискореного розрахунку перехідних і квазіусталених процесів у перетворювачах. Алгоритм прискореного розрахунку перехідних процесів у перетворювачах реалізовано в межах програмного пакету MatLab.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено методи зменшення втрат електроенергії у комунальних системах електропостачання та покращання його якості за рахунок застосування енергозберігальних напівпровідникових перетворювачів. Розроблено методи розрахунку та способи керування такими перетворювачами. Показано можливість значного збільшення коефіцієнта корисної дії систем електропостачання завдяки компенсації змінної складової миттєвої активної потужності та компенсації миттєвої реактивної потужності за допомогою активного компенсатора, що підключається паралельно навантаженню та має нагромаджувач енергії. Одержано співвідношення для розрахунку параметрів ємнісних та індуктивних нагромаджувачів енергії активних компенсаторів на базі перетворювачів різних типів. Запропоновано нові функціональні схеми систем автоматичного керування активним комненсатором на основі крос-векторної p-g-r теорій потужності, що забезпечують повну компенсацію миттєвої реактивної потужності за будь-яких видів навантаження.

  Скачати повний текст

Запропоновано інтервально-кодовий метод прискореного визначення параметрів періодичних режимів для моделювання різних класів напівпровідникових перетворювачів електричної енергії. Основу методу складають таблиці перехідних функцій схеми для дискретних інтервалів часу, які відповідають значенням розрядів коду міжкомутаційного інтервалу. Обгрунтовано використання методу для лінійного прогнозування у мікропроцесорних системах управління перетворювачами. Розглянуто конкретні приклади моделювання різних автономних перетворювачів із використанням інтервально-кодового методу. Розроблено мікропроцесорну прогнозуючу систему управління однофазним випрямлювачем з активним фільтром, а також рекомендації щодо практичного використання інтервально-кодового методу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробці алгоритмів керування фільтро-компенсуючим пристроєм на основі широтно-імпульсного перетворювача для однофазних систем живлення при роботі з нелінійними навантаженнями. Проведено аналіз електромагнітних процесів, за допомогою якого отримано закони керування фільтро-компенсуючим перетворювачем. З умов балансу енергії і рівномірного розподілу енергії джерела отримано співвідношення, що дозволяє визначати параметри реактивних елементів схеми. Розроблено методику розрахунку фільтро-компенсуючого перетворювача за середніми значеннями струмів і напруг. Запропоновано алгоритм керування фільтро-компенсуючим перетворювачем на основі мікропроцесора, який забезпечує високі енергетичні показники системи при роботі з нелінійними навантаженнями. За допомогою моделювання компенсатору у пакеті програм TCad побудовано робочі характеристики і проведено аналіз впливу навантаження на роботу системи. Результати дослідження використані при керуванні режимами роботи однофазних транзисторних фільтро-компенсуючих перетворювачів паралельного типу, які здатні працювати в режимі безперебійного живлення.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні положення синтезу схем вентильних перетворювачів із заданими властивостями на основі головної топологічної матриці. Виявлено топологічні закономірності побудови схем перетворювальних пристроїв. Запропонований метод структурного синтезу застосовано для генерації повних наборів схем основних класів вентильних перетворювачів. Отримано нові схеми перетворювачів, розроблено програми вибору оптимальних варіантів схем за заданими критеріями.

  Скачати повний текст

Досліджено механізми підвищеня ідентифікаційної здатності мультисенсорних масивів у динамічному режимі. На підставі комплексного аналізу основних механізмів адсорбційних процесів багатокомпонентних газових середовищ на поверхні органічних молекулярних кристалів встановлено взаємозв'язок між класифікаційною здатністю масиву, особливостями перебігу адсорбційно-десорбційних процесів на межі розподілу та природою чутливих шарів. Виявлено можливість цілеспрямованого керування хімічною фунціональністю сенсорного масиву за допомогою оптимізації типу і кількості сенсорів у масиві, використовуючи найбільш інфорамативну частину сенсорного відгуку. Показано, що процедура оптимізації на основі методу кластерного аналізу в концепції нечіткої логіки дозволяє оптимізувати та оцінювати доцільність використання різних сенсорів у масиві. Обгрунтовано можливість використання наноструктурованих матеріалів (цеолітів) для аналізу багатокомпонентних середовищ за умов переваги будь-якого активного компонента суміші з метою підвищеня класифікаційної здатності. З'ясовано, що використання фізичних та фізико-хімічних методів відновлення чутливих елементів (обробки сенсорного масиву парами спирту) суттєво збільшує відтворність системи, що забезпечує формування стабільних хімічних образів. Обгрунтовано механізми кінетичної дискримінації у багатоканальних системах газового аналізу, встановлено фізичні та фізико-хімічні умови мінімізації впливу сторонніх факторів на функціональні властивості сенсорного масиву.

  Скачати повний текст

Розроблено перспективну концепцію побудови компенсаторів неактивних складових повної потужності з метою вирішення проблеми електромагнітної сумісності споживачів електричної енергії з мережею живлення та підвищення якості електричної енергії в точці підключення компенсатора до даної системи. Проаналаізовано існуючі теорії потужності, наведено їх теоретичне обгрунтування, розроблено методи та підходи щодо кількісного та якісного оцінювання якості електроенергії мережі живлення та джерел спотворення її параметрів. Обгрунтовано теоретичні положення та критерії розрахунку параметрів силової схеми компенсатора неактивних складових повної потужності зі двоканальною структурою силової схеми. Удосконалено теоретичні положення щодо створення мікропроцесорних систем керування компенсатором неактивних складових повної потужності зі двоканальною структурою силової схеми. Сформовано двоканальну структуру енергоефективного компенсатора неактивних складових повної потужності, що споживається або генерується у мережу навантаженням. Розроблено структури систем керування компенсатором неактивних складових повної потужності зі двоканальною структурою силової схеми. Встановлено критерії для практичних розрахунків параметрів силової схеми компенсатора неактивних складових повної потужності зі двоканальною структурою силової схеми, розроблено практичні структури систем керування та регулювання.

  Скачати повний текст

Досліджено електромагнітні процеси та характеристики нового класу перетворювачів змінної напруги в постійну, електромагнітно сумісних з мережею живлення, виконаних на базі компенсованих керованих випрямлячів (ККВ) і силового активного фільтра. Розроблено нові схеми перетворювачів з близьким до одиниці коефіцієнтом потужності. Запропоновано закон регулювання ККВ, що забезпечує режим повної компенсації реактивної потужності. Одержано розрахункові формули та залежності для визначення величини комутаційної активної потужності, рекуперованої у мережу живлення з моста на GTO тиристорах. Проведено гармонійний аналіз струму мережі та випрямленої напруги ККВ, а також одержано зовнішні характеристики ККВ. Запропоновано функціональну схему системи автоматичного керування перетворювальною системою. Доведено можливість практичної реалізації схем перетворювальних систем з близьким до одиниці коефіцієнтом потужності на базі ККВ шляхом побудови комп'ютерної моделі для перевірки роботи схеми в квазіусталеному та перехідному режимах, створеної відповідно до запропонованої функціональної схеми.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розвитку теорії побудови інваріантних систем перетворювання параметрів електроенергії з багаторазовою модуляцією. На основі теоретичних досліджень розроблено й обгрунтовано узагальнену динамічну модель багатофункціональних перетворювачів, основи квадріплексного перетворення в гіперкомплексному форматі до аналізу перетворювальних систем з багаторазовою модуляцією. Досліджено принципи організації та алгоритми керування багатофункціональними перетворювачами, що забезпечують задані характеристики функціонування та високу якість вихідної електроенергії за умови впливу координатно-параметричних збурень.

  Скачати повний текст

Викладено теорію системного аналізу електромагнітних процесів у напівпровідникових перетворювачах модуляційного типу за розробленими методами системного моделювання: багатопараметричних модулюючих функцій, умовних рівнянь, визначення еквівалентних опорів сталих структур та моделювання електромагнітних процесів на їх основі. Запропоновано узагальнені математичні моделі для аналізу перетворювачів з розгалуженими структурами, математичне забезпечення систем управління, нові структури інверторів напруги та алгоритми управління ними у перетворювачах зі змінними та постійними вихідними напругами. Досліджено способи регулювання вихідних напруг перетворювачів у процесі забезпечення їх симетрії відносно мережі, а також взаємозалежність процесів у перетворювачах та мережі живлення.

  Скачати повний текст

Розроблено методологію аналізу енергетичних процесів у силових колах вентильних перетворювачів (джерел реактивної потужності (ДРП), регуляторів змінної напруги (РЗН), випрямлячів, інверторів), що живляться від мережі синусоїдної напруги, яка базується на складанні рівнянь балансу миттєвих, активних і реактивних потужностей, в тому числі і на окремих гармонічних складових, метою чого є виявлення загальних закономірностей цих процесів та прийнята їх фізична інтерпретація. Досліджено електромагнітні процеси в колах оригінальних вентильних перетворювачів (ДРП, РЗН і компенсійних випрямлячів), встановлено їх специфічні властивості. Вказано об'єкти та засоби їх найбільш ефективного застосування, де ці особливості є найкориснішими.

  Скачати повний текст

Одержано нові співвідношення для визначення в одно- та багатофазних колах складових додаткових втрат електроенергії (складових потужності Фризе), які визначаються різними факторами, обумовленими дією циклічної зміни параметрів елементів та режимами роботи системи в даних колах. Сформульовано залежності для розрахунку складових додаткових втрат електроенергії, що відбивають реальні фізичні процеси перетворення енергії в інші види та конкретні особливості структури системи електроживлення з перетворювачами електроенергії. Одержано нові аналітичні залежності складових додаткових врат електроенергії від коефіцієнтів пульсацій напруги та струму. Розроблено алгоритми аналізу на базі рівнянь змінних стану наближеної оцінки енергетичних процесів, розрахунку електромагнітних процесів у схемах з циклічно змінними параметрами навантаження, а також з урахуванням періоду технологічного процесу.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію перетворювальних систем електромагнітно сумісних з мережею живлення, призначених для генерації в мережу електроенергії альтернативного джерела та підтримки гарантованого електропостачання відповідального навантаження. Сформульовано основні вимоги до перетворювальних систем розподілених електростанцій. На базі сучасних теорій потужності для номінального режиму роботи розподіленої електростанції розроблено алгоритми керування перетворювальними системами, що забезпечують генерацію у живлячу мережу активної потужності за синусоїдальної форми струмів, а також плавне регулювання або підтримку нульового значення реактивної потужності. Проаналізовано криві миттєвих значень випрямленої напруги шестипульсного та дванадцятипульсного компенсованих керованих випрямлячів та одержано розрахункові співвідношення у повному діапазоні зміни кутів керування. Проведено гармонічний аналіз випрямленої напруги компенсованого керованого випрямляча та струму мережі для шестипульсної та дванадцятипульсної схем. Одержано уточнені співвідношення для зовнішніх характеристик керованого випрямляча, величин кутів комутації та гармонік струму мережі, що враховують амплітуду змінної складової току навантаження. Розроблено комп'ютерні моделі розподілених електростанцій, що дозволяють отримати робочі характеристики в основних режимах роботи.

  Скачати повний текст

Удосконалено теорію побудови систем резервного електроживлення з дизель-генераторами. Розроблено способи підвищення енергоефективності таких систем шляхом застосування напівпровідникових перетворювачів. Розглянуто можливості оптимізації роботи системи у разі змінного навантаження за критерієм мінімізації витрат палива на базі розробленого алгоритму динамічної ідентифікації сталої часу дизель-генератора. Показано, що покращання режимів роботи системи електроживлення досягається використанням фільтрокомпенсувальних пристроїв і комбінованих матричних перетворювачів з постійною та змінною вхідними напругами. З'ясовано, що застосування систем з подвійним живленням і запропонованого алгоритму керування матричним перетворювачем обумовлює формування практично синусоїдної форми струму з нульовим фазовим зсувом відносно напруги, що відповідає еквівалентному активному навантаженню й усуває проблеми коливань кута ротора за перехідних та усталених режимів. Доведено, що дана побудова системи забезпечує можливість багатоваріантної зміни структури силової частини системи, необхідну якість вхідних і вихідних струмів і напруг під час роботи на навантаження різного характеру.

  Скачати повний текст