Методы повышения эффективности трехфазных транзисторных централизованных преобразователей частоты для систем электроснабжения летательных аппаратов

• Автор: Данилина, Анастасия Николаевна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В СОСТАВЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
1.1. Особенности применения транзисторных преобразователей
частоты в системах электроснабжения летательного аппарата
1.2. Требования к качеству напряжения преобразователей
частоты системы электроснабжения летательного аппарата
1.3. Критерии сравнения эффективности преобразователей
1.4. Сравнительный анализ структур преобразователей
2. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ ФОРМИРОВАНИЯ МНОГОУРОВНЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ
2.1. Многозонная широтно-импульсная модуляция по
ступенчатому закону (МШИМ - СТ)
2.1.1. Определение углов переключения при МШИМ-СТ
2.1.2. Каскадный многоуровневый инвертор с
асимметричной дискретизацией
2.2. Синтез напряжений на основе ряда Фурье
2.2.1. Стандартная аппроксимация Фурье
2.2.2. Оптимизированная аппроксимация Фурье
2.3. Способ исключения гармоник
2.4.0птимальная минимизация коэффициента гармоник
2.5. Многоуровневое широтно-импульсное регулирование
2.5.1. Алгоритм многоуровневого широтно-импульсного
регулирования
3. БОРТОВОЙ ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С РЕКУПЕРАТИВНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ
3.1. Функциональные требования к структуре преобразователя
3.1.1. Влияние реактивных элементов преобразователя на требования к структуре
3.1.2. Влияние диапазона изменения нагрузки на процессы в преобразователе частоты
3.1.3. Влияние характера нагрузки на процессы в трехфазном транзисторном преобразователе частоты
3.1.4. Влияние аварийных режимов на процессы в
трехфазном транзисторном преобразователе частоты
3.2. Обзор существующих решений организации рекуперации
3.3. Трехфазный транзисторный преобразователь частоты с рекуперации энергии
3.4. Процессы в преобразователе частоты с рекуперацией
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
ЧАСТОТЫ С РЕЖИМОМ РЕКУПЕРАЦИИ ПРИ
МИКРОПРОЦЕССОРНОМ УПРАВЛЕНИИ
4.1. Основные требования к микропроцессорной системе
управления
4.2. Реализация схемы управления инверторно-выпрямительного
звена постоянного тока
4.3. Реализация схемы управления преобразователем частоты с формированием напряжения на входе силового фильтра с использованием многоуровневой ступенчатой широтноимпульсной модуляции
4.4. Реализация схемы управления преобразователем частоты при формировании напряжения режима многоуровневого ступенчатого кодового широтно-импульсного регулирования
на входе силового фильтра
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Приложение 1. Программа расчета массы основных силовых элементов преобразователя частоты
Приложение 2. Программа определения зависимости углов переключения транзисторов от коэффициента регулирования в режиме селективного исключения гармоник
Приложение 3. Программа реализации алгоритма управления рекуперативным звеном постоянного тока преобразователем частоты
Приложение 4. Программа реализации алгоритма управления преобразователем частоты в режиме МШИМ-СТ
Приложение 5. Программа реализации алгоритма управления преобразователем частоты в режиме МП1ИР-КД

напряжения допустимая плотность тока растет из-за снижения амплитуд высших гармоник в спектре импульсного напряжения. Для определения этого изменения необходимо рассчитать спектральный состав и коэффициент гармоник импульсного напряжения. Далее определяем количество витков обмоток трансформатора, после чего находим массу обмоток. Необходимо так же учитывать возможный перегрев устройства. Для этого необходимо рассчитать потери в стали и в меди, а также площадь рассеивания трансформатора. Если площадь недостаточна, то необходимо выбрать больший типоразмер сердечника. Сумма масс обмоток и сердечника определяет массу трансформатора.
Массогабаритные показатели фильтра имеют прямую зависимость от собственной частоты фильтра й>д = у/ЬС . Исходя из заданной частоты фильтра, выходной мощности и величины выходного напряжения определяем произведение ЬС. Определение каждого из сомножителей в отдельности зависит от выполнения дополнительного требования, в качестве которого целесообразно выбирать минимальный вес фильтра.
Вес минимален, если зависимые составляющие весов дросселя и конденсатора равны [9]. На практике удельный вес дросселя существенно превышает удельный вес конденсатора, поэтому требование минимального веса фильтра приведет к снижению величины индуктивности и росту величины емкости. Однако выбор значений при таких условиях может привести к возникновению режима разрывного тока дросселя и, как следствие, к снижению КПД устройства, увеличению амплитуды пульсаций тока относительно расчетных.
Для определения массы радиаторов силовых полупроводниковых приборов необходимо определить режимы работы преобразователя. Наиболее полно и корректно на этот вопрос можно ответить, проведя моделирование процессов в устройстве. Несмотря на кажущуюся затратность такого пути решения, мощность современных вычислительных средств и большой выбор существующих программных комплексов моделирования позволяют решить эту задачу в полной мере.