Разработка и исследование статических преобразователей электрической энергии с дроссельно-конденсаторным инвертором

• Автор: Серёгин, Дмитрий Андреевич
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 369 с. : ил.

Серёгин Д.А.

Разработка и исследование статических преобразователей электрической энергии с дроссельно-конденсаторным инвертором: Диссертация на
соискание степени кандидата технических наук по специальности 05.09.12 -Силовая электроника. - М.: МЭИ(ТУ), 2008. - 369 с.: ил., табл.

Содержание
Введение

Г лава I Обоснование рационального подхода к построению сильноточных

низковольтных преобразователей постоянного напряжения

§1.1 Известные технические решения преобразователей постоянного

напряжения в постоянное повышенной мощности

§1.2 Сравнение схем с учётом диапазона изменения напряжения питания

§1.3 Выводы по главе
Глава II Исследование схемы с дроссельно-конденсаторным инвертором
построенного по схеме с дроссельно-конденсаторным инвертором
§11.2 Сравнение известных базовых преобразователей и преобразователя,
построенного по схеме с ДКИ
§11.3 Преобразователь с расщеплённым конденсатором
§11.4 Анализ электромагнитных процессов в схеме преобразователя с ДКИ с
учётом индуктивности рассеяния трансформатора
§П.5 Внешняя и регулировочная характеристики преобразователя
§11.6 Влияние несимметрии управления на режим работы преобразователя
§11.7 Выводы по главе II
Глава III Исследование динамических свойств преобразователя с дроссельноконденсаторным инвертором
§111.1 Малосигнальные аналоговые математические модели преобразователя с
дроссельно-конденсаторным инвертором
§111.2 Сравнение результатов расчёта процессов в преобразователе
различными способами
§111.3 Коррекция управления с помощью введения сигнала, пропорционального напряжению на входных дросселях

§111.4 Расчёт системы управления для работы в диапазоне нагрузок и
напряжений питания
§111.5 Выводы по главе III
Глава IV Методика проектирования преобразователя постоянного напряжения в постоянное на основе дроссельно-конденсаторного инвертора.
Экспериментальные результаты
§IV.l Методика проектирования
§IV.2 Экспериментальные результаты
§IV.3 Моделирование преобразователя с ДКИ
§IV.4 Выводы по главе IV
Глава V Развитие схемотехники преобразователей с дроссельноконденсаторным инвертором. Многофазные схемы
§V. 1 Схема и принцип действия трёхфазного преобразователя с дроссельноконденсаторным инвертором
§V. 2 Экспериментальные результаты макетирования трёхфазной схемы с
дроссельно-конденсаторным инвертором
§V.3 Сравнительное исследование токовой нагрузки силовых ключей в
схемах с ДКИ
§V.4 Выводы по главе V
Заключение
Приложение А Оценка энергоёмкости фильтров преобразователей
Приложение Б Получение выражений для внешней и регулировочной
характеристик
Приложение В К оценке влияния несимметрии
Приложение Г Получение выражений для динамических характеристик
преобразователя с ДКИ
Приложение Д Описание моделей преобразователя
Приложение Е Вывод выражений к обоснованию коррекции управления.. 329 Приложение Ж К расчёту системы управления

трансформатора (на приборах с большим блокируемым напряжением) будут равны. Такая формулировка практически является обобщением для приведённого выше критерия для схем на МДП-транзисторах (см. (1.2), (1.3)), выражая потери через КПД преобразователя.
Если учесть, что ЮВТ-транзисторы, естественно, могут быть использованы и на меньшее, чем номинальное, коммутируемое напряжение, то из приведённых выше зависимостей и выражения (1.3) можно видеть, что (учитывая 75% запас по блокируемому напряжению) при токе прибора 100 А начиная с напряжения питания, порядка 40 В (максимальное блокируемое прибором в мостовой схеме напряжение 53 В) предпочтительна мостовая схема преобразователя, поскольку соотношение (1.3) больше единицы. Однако при достижении напряжением питания величины порядка 75 В (максимальное блокируемое прибором в мостовой схеме напряжение 100 В, в схеме с выводом средней точки трансформатора 200 В) становится предпочтительной, в силу возможности применения ЮВТ-транзисторов, схема с выводом средней точки трансформатора. В случае коммутации приборами меньших токов (70 А) напряжение питания, начиная с которого становится предпочтительным решение с одни включённым в цепь тока прибором, несколько больше. В случае коммутации ещё меньшего тока (30 А), эта граница сдвигается далее в сторону больших напряжений питания. Как видно, точки, характеризующие параметры приборов, смещаются при уменьшении тока вниз, т.е. в сторону больших КПД. Причём это смещение при росте тока сильнее для МДП-транзисторов, чем для ЮВТ-транзисторов, что объясняется существенно менее сильной зависимостью падения напряжения от тока для ЮВТ-транзистора, чем для МДП-транзистора. Очевидно, что если с уменьшением тока падение напряжения на приборе практически не меняется, то статические потери в приборе при уменьшении коммутируемого тока уменьшаются линейно, пропорционально току (что характерно для ЮВТ-транзисторов). Если с уменьшением тока падение напряжения на приборе уменьшается (для МДП-транзисторов пропорционально току, в силу резистивной ВАХ), то статические