Статический преобразователь на базе повышающего промежуточного звена

• Автор: Шергин, Валерий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 219 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ БОРТОВЫХ СТАТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
1.1 Перспективы развития бортовых систем электроснабжения летательных аппаратов со статическими преобразователями
1.2 Бортовые системы электроснабжения, подвижного состава железнодорожного транспорта
1.3 Классификация силовых схем преобразователей электроэнергии с нестабилизированным высоким входным напряжением
1.4 Повышение энергоэффективности статических преобразователей
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ОДНОУРОВНЕВОГО КМП
2.1 Эквивалентная схема замещения одноуровневого КМП
2.2 Обобщенная система уравнений одноуровневого КМП
2.3 Поинтервальные схемы замещения одноуровневого КМП
2.4 Обобщенное математическое описание электромагнитных процессов в одноуровневом КМП
2.5 Коэффициент передачи схемы КМП по напряжению
2.6 Среднее значение тока трансреактора
2.7 Расчет параметров элементов дополнительного контура
2.8 Расчет потерь мощности в полупроводниковых приборах основного
и дополнительного контуров коммутации
3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МНОГОУРОВНЕВОГО КМП
3.1 Обобщенная система уравнений КМП
3.2 Поинтервальные схемы замещения двухуровневого КМП
3.3 Коэффициент передачи схемы двухуровневого КМП по напряжению
3.4 Среднее значение тока реактора в схеме двухуровневого КМП
3.5 Расчет параметров дополнительного контура двухуровневого КМП

Основные рабочие соотношения для те-уровневой схемы КМП
Расчет потерь мощности в полупроводниковых приборах
двухуровневого КМП
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Компьютерная имитационная модель КМП
Проверка результатов диссертационной работы посредством
компьютерной имитационной модели
Алгоритм расчета параметров КМП
Экспериментальные исследования КМП
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.; Предъявление к летательным аппаратам (ЛА) следующего поколения высоких требований в части затрат на эксплуатацию, экологичности и топливной? эффективности ставит перед специалистами ряд. проблем;, требующих поиска принципиально'новых подходов к построению энергетической системы- ЛА. Традиционно на самолетах используются следующие вторичные энергетические системы:. система электроснабжения; гидравлическая система и пневматическая система [1, 2]. К недостаткам данного- принципа? построения бортовых систем МОЖНО! отнести- высокую стоимость обслуживания' и эксплуатации, значительные трудности при интеграции?, бортового оборудования: В связи: с этим для перспективных типов ЛА такой подход не является оптимальным.
Одним.из наиболее перспективных направлений-развития отечественного авиастроения: является внедрение концепции самолета, с полностью
электрифицированным оборудованием? (условное устоявшееся наименование -«полностью электрический самолет» или ПЭС), что позволит разработать и создать современные конкурентоспособные самолеты, отвечающие
современным требованиям, предъявляемым к воздушным судам следующего поколения [2...4].
Основнаяюсобенность полностью-электрического самолета'заключается в применении электрической энергии для питания наиболее энергоемких систем, которые традиционно использовали для своего функционирования
гидравлическую и пневматическую энергию 2, 4, 27, 28, 35]. До недавнего времени считалось, что наиболее универсальным видом энергии для управления аэродинамическими поверхностями и взлетно-посадочными устройствами является; гидравлическая энергия. Система кондиционирования воздуха; противообледенительная система? и система запуска? авиадвигателя традиционно использовали пневматическую энергию с источником в виде отбираемого от авиадвигателя сжатого воздуха. Реализация- концепции ПЭС

- входные стабилизаторы напряжения (АЗ.1...АЗ.4 и А4.1 ...А4.4), выполненные на основе схемы повышающего конвертора напряжения и осуществляющие функцию стабилизации уровня входного напряжения;
- однофазные инверторы напряжения (А5.1...А5.4 и А6.1...А6.4), осуществляющие преобразование стабилизированного напряжения постоянного тока с выхода блоков АЗ. 1...АЗ.4 и А4.1...А4.4 в переменное однофазное напряжение высокой частоты;
-однофазные трансформаторы напряжения (ТУ1...ТУ8), осуществляющие понижение напряжения с выхода блоков А5.1...А5.4 й А6.1...А6.4 до требуемого уровня;
-однофазные неуправляемые выпрямители (А7.1, АП.2, А8.1 и А8.2), осуществляющие преобразование переменного напряжения с выхода трансформаторов XVI...ТУ8 в напряжение 670 В постоянного тока;
- выходные инверторы (А9...А14), осуществляющие преобразование напряжения промежуточного звена 670 В постоянного тока в напряжения переменного тока заданной формы и частоты.
К достоинствам описанной силовой схемы можно отнести следующие:
- значительное снижение выделяемых динамических потерь вследствие использования транзисторов с уменьшенным в четыре раза классом напряжения (1700 В), имеющих меньшие динамические потери по сравнению с транзисторами с допустимым напряжением 6500 В в закрытом состоянии, что является возможным благодаря последовательному соединению блоков АЗ.1...АЗА и А4.1...А4.4 по входу.
- выполнение схем блоков входных стабилизаторов АЗ. 1...АЗА и А4.1...А4.4 в виде повышающих конверторов, что позволяет использовать асинхронный алгоритм управления силовыми полупроводниковыми ключами [49...55]. Такой подход при прочих равных условиях обеспечивает значительное уменьшение амплитуды пульсаций входного тока по сравнению с другими силовыми схемами. При этом удается достичь значительного снижения габаритов входных реакторов;