Исследование и разработка бортовых трансформаторно-выпрямительных устройств с многоканальным преобразующим трактом

• Автор: Коняхин, Сергей Федорович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 208 с. : ил.

Оглавление

Введение
Г лава 1. Статические преобразователи вторичных систем электроснабжения летательных аппаратов
1.1. Первичные системы электроснабжения летательных аппаратов
1.2. Вторичные системы электроснабжения летательных аппаратов
1.3. Классификация бортовых устройств силовой электроники
1.4. Состав и организация вторичной системы электроснабжения
1.5. Структурно-алгоритмическая организация бортовых статических
преобразователей
1.6. Электромагнитная совместимость статических преобразователей
с питающей сетью
1.6.1. Кондуктивные радиопомехи
1.6.2. Методы борьбы с кондуктивными радиопомехами
1.6.3. Электроэнергетическая совместимость
1.6.4. Методы обеспечения и улучшения электроэнергетической совместимости преобразователей с питающей сетью
1.6.4.1. Пассивные методы обеспечения и улучшения ЭЭС
1.6.4.2. Активные методы обеспечения и улучшения ЭЭС
1.6.4.3. Многоканальное преобразование
1.7. Современный уровень бортовых трансформаторно-выпрямительных
устройств
1.8. Выводы по Главе
Глава 2. Анализ и выбор структурной схемы для построения бортовых трансформаторно-выпрямительных устройств
2.1. Оценка коэффициента пульсаций выходного напряжения моста
Ларионова
2.2. Многоканальное выпрямление - путь построения трансформаторновыпрямительных устройств СЭС ЛА

2.3. Габаритная мощность трансформатора ТВУ при отсутствии
разбалансирующих факторов
2.3.1. Базовая структура Т-ТВУ с топологией "звезда -треугольник"
2.3.2. Г-ТВ У с "зеркальными" топологиями
2.3.2.1. "Последовательный" "скользящий" треугольник
2.3.2.2. "Параллельный" "скользящий" треугольник
2.3.2.3. "Прямой и "обратный" зигзаг
2.3.2.4. "Прямой и "обратный" зигзаг с уменьшенным выходным напряжением
2.4. Выбор базовой структуры для построения бортовых ТВУ
2.5. Выводы по Главе
Г лава 3. Анализ внутренних дестабилизирующих факторов, влияющих
на режимы работы и характеристики двухканальных трансформаторновыпрямительных устройств
3.1. Внутренние и внешние дестабилизирующие факторы
3.2. Интервал повторяемости преобразования
3.3. Эквивалентная схема двухканального Г-ТВ У
3.4. Влияние неравенства напряжений каналов на работу двухканального Г-ТВУ
3.4.1. Причины, обуславливающие возникновение неравенства напряжений каналов
3.4.2. Анализ влияния неравенства напряжений на распределение токов между каналами
3.5. Влияние неравенства внутренних эквивалентных сопротивлений
каналов на работу двухканального Г-ТВУ
3.5.1. Влияние активных сопротивлений в цепях диодов
выпрямителя на процессы коммутации
3.5.1.1. Резистивная коммутация моста Ларионова
3.5.1.2. Резистивная коммутация двухканального Г-ТВУ

3.5.2. Причины, обуславливающие возникновение неравенства внутренних эквивалентных сопротивлений каналов
3.5.3. Анализ влияния неравенства внутренних эквивалентных сопротивлений каналов на распределение токов между каналами
3.6. Влияние фазовой несимметрии каналов на работу двухканального Г-ТВУ
3.6.1. Причины, обуславливающие возникновение фазовой несимметрии каналов
3.6.2. Анализ влияния фазовой несимметрии каналов на работу двухканального Г-ТВУ
3.7. Выводы по Главе
Глава 4. Методы улучшения характеристик трансформатороно-выпрями-тельных устройств с двухканальным преобразованием электроэнергии
4.1. Симметрирование работы двухканальных Г-ТВ У со структурой "звезда - треугольник"
4.1.1. Параметрическое симметрирование
4.1.2. Схемы суммирования напряжений
4.1.3. Структурно-алгоритмическое симметрирование
4.2. Анализ физических процессов в ТВУ с ЗТР-структурой
4.2.1. Свойства процессов в ТВУ с ЗТР-структурой
4.2.2. Описание типовых процессов
4.3. Развитие схем со структурно-алгоритмическим симметрированием
4.4. Выводы по Главе
Глава 5.Модельное описание двухканальных Г-ТВ У со структурно-алгоритмическим симметрированием
5.1. Системы уравнений, описывающие процессы в ТВУ с
ЗТр-структурой

ния каналов может быть равным нулю (5 = 0), что, вообще говоря, не противоречит признакам МКП. В этом случае имеет место предельный, крайний случай МКП - структурная (а не структурно-алгоритмическая) многоканальность, когда реализуется параллельное соединение преобразователей или преобразовательных ячеек с одинаковыми (не сдвинутыми по фазе) алгоритмами управления. Автором разработан модуль трехфазного питания представляющий собой два серийных трехфазных преобразователя, не объединенных в единую конструкцию и соединенных параллельно по входу и выходу по схеме ведомый-ведущий [119, 120].
Различные варианты построения МКП-инверторов для автономных систем электроснабжения приведены в [121, 122], где также показано, что МКП-преобразование является не только средством улучшения качества потребления электроэнергии, но, в сочетании с определенными законами управления, и средством улучшения качества выходной электроэнергии преобразователей.
Что касается МКП-выпрямителей, то необходимо отметить, что бортовые ТВУ, имеющие, как говорилось выше, двенадцатипульсные схемы выпрямления, по сути своей являются многоканальными преобразователями с числом каналов Ь = 2 [123].
1.7. Современный уровень бортовых трансформаторно-выпрямительных
устройств
Выпускаемые в настоящее время и эксплуатирующиеся на различных летательных аппаратах трансформаторно-выпрямительные устройства были разработаны в 80-х годах прошлого века. Будучи достаточно высокими для своего времени (0,3 - 0,63 кВт/кг), их удельные масса-энергетические показатели уже не соответствуют требованиям сегодняшнего дня (0,5 - 1,1 кВт/кг) (Таблицы
6...9 Приложения 1).
В настоящее время все составляющие ТВУ - трансформатор, выпрямитель, при необходимости, уравнительный реактор - исследованы весьма основа-