Разработка и исследование алгоритмов для автоматизированного проектирования трансформаторно-ключевых преобразователей переменного напряжения

• Автор: Галаванов, Алан Валериевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 135 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТРАНСФОРМАТОРНОКЛЮЧЕВЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ И

ОСОБЕННОСТЕЙ ЗАДАЧ ИХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1. Классификация и основные характеристики преобразователей переменного напряжения

1.2. Анализ основных узлов трансформаторноключевых преобразователей переменного напряжения.
1.3. Особенности задач автоматизированного проектирования трансформаторноключевых преобразователей

переменного напряжения.

1.4. Анализ подходов к оптимальному проектированию силовых преобразователей электроэнергии.

1.5. Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОКЛЮЧЕВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ.
2.1. Анализ особенностей моделирования трансформаторноключевых преобразователей переменного напряжения.
2.2. Алгоритм схемотехнического моделирования силовых блоков трансформаторноключевых преобразователей
переменного напряжения .
2.3. Исследование алгоритма моделирования.
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ
ОПТИМИЗАЦИИ ТРАНСФОРМАТОРНОКЛЮЧЕВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
3.1. Определение параметров и критериев оптимизации
3.2. Постановка задачи многокритериальной оптимизации трансформаторноключевых преобразователей
переменного напряжения.
3.3. Алгоритм решения задачи многокритериальной оптимизации
3.4. Исследование алгоритма оптимизации
3.5. Выводы по главе.
ГЛАВА 4. СТРУКТУРА ПОДСИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОКЛЮЧЕВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
4.1. Разработка диалогового алгоритма автоматизированного проектирования трансформаторноключевых
преобразователей переменного напряжения
4.2. Реализация проектирования силового блока преобразователя
4.3. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Предложенные в диссертационной работе методы и алгоритмы проектирования трансформаторно-ключевых преобразователей переменного напряжения позволяют повысить эффективность проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ при создании новых образцов и модернизации известных, повысить качественные результаты разработок. Полученные решения задач моделирования и оптимизации ТКППН позволяют существенно сократить объем экспериментальных исследований, что дает возможность значительно снизить затраты материальных и финансовых ресурсов, а также времени на отработку устройств. Разработанные диалоговые процедуры многокритериальной оптимизации позволяют оперативно интерпретировать предлагаемые ЭВМ варианты оптимальных решений и осуществлять наиболее целесообразный для принятых условий проектирования выбор значений параметров ТКППН. ТКППН. Общая классификация трансформаторно-ключевых структур. Подход к схемотехническому моделированию силовых блоков ТКППН на основе современного программного обеспечения. Способ улучшения массогабаритных показателей ТКППН на основе алгоритма многокритериальной оптимизации. Диалоговый алгоритм автоматизированного проектирования силовых блоков ТКППН. Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях, проводившихся в СКГТУ - Владикавказ, - гг. Актуальные проблемы современной науки» - Самара, г. Научно - практической конференции «Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения» - Новочеркасск, г. Студенческая наука - экономике России» — Ставрополь, - гг. Ш-ей Международной конференции «Информационные технологии и системы: новые информационные технологии в науке, образовании, экономике (НИТНОЭ-)» - Владикавказ, г. Личный вклад автора. Основные научные положения, теоретические выводы и рекомендации, содержащиеся в главе 2 диссертационной работы, получены автором самостоятельно. Результаты, приведенные в главах 1, 3, 4, получены в соавторстве. Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 9 печатных работах. Объем и структура работы. Общий объем диссертации 5 страниц машинописного текста, включая рисунок и 6 таблиц. ГЛАВА 1. Электрическая энергия вырабатывается, преобразуется и потребляется в виде переменного синусоидального напряжения фиксированной частоты. Значительная часть этой энергии потребляется радиоэлектронной аппаратурой, средствами информационно-измерительной и вычислительной техники, системами и комплексами управления и автоматики, технологическими установками. Эффективность использования электрической энергии при этом во многом определяется методами преобразования переменного напряжения, а также средствами их реализации, то есть схемотехническими решениями устройств, составляющих основу источников вторичного электропитания (ИВЭП) [1]. Все существующие преобразователи переменного напряжения (ППН) существенно разнятся по принципу действия, основным характеристикам, энергетическим и технико-экономическим показателям (ТЭП). Это накладывает определенные ограничения на возможность использования тех или иных преобразователей для заданного функционального преобразования электрического сигнала, на целесообразные области их применения. Общая классификация известных преобразователей переменного напряжения представлена на рис. Преимущественное распространение в настоящее время получили статические ППН, исключающие наличие в своем составе каких-либо движущихся частей, ухудшающих динамические и массогабаритные свойства преобразователей, и имеющие наибольший КПД. ИВЭП и включающиеся между сетью и потребителями. Основной задачей регулятора напряжения является изменение напряжения во времени в заданном диапазоне по требуемому закону. Регуляторы переменного напряжения при высоких энергетических и удельных по массе и объему показателях должны обеспечивать заданную точность требуемого уровня напряжения, плавность его регулирования, минимальные искажения формы напряжения, неразрывность цепи протекания тока нагрузки, а также возможность ручного, дистанционного или автоматического управления уровнем напряжения. Рис. Стабилизаторы переменного напряжения призваны уменьшить нестабильность напряжения сети.