Синтез повышающего преобразователя для имитатора нагрузок систем электроснабжения автономных объектов
Автор: Юдинцев Антон Геннадьевич, Ткаченко Александр Александрович, Ляпунов Данил Юрьевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Преобразовательная техника
Статья в выпуске: 3 т.20, 2020 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена синтезу повышающего преобразователя для имитатора, предназначенного для формирования нагрузок систем электроснабжения автономных объектов на основании математического описания преобразователя в виде системы дифференциальных уравнений. Выведены уравнения, позволяющие построить модель повышающего преобразователя, совмещающую силовую часть и систему управления и предназначенную для описания электромагнитных и информационных процессов в устройстве и применения в составе системы управления в качестве цифрового модуля. Модель преобразователя реализована в среде MATLAB Simulink в виде структурной схемы и может быть использована как непрерывная усреднённая, так и дискретная в зависимости от подаваемого на её вход управляющего сигнала - непрерывного или импульсного периодического с определённым значением скважности импульсов. Непрерывная усреднённая модель применяется для цифрового синтеза преобразователя, а дискретная - для проверки и испытаний повышающего преобразователя имитатора нагрузки. На основании построенной структурной схемы выведена передаточная функция преобразователя по его входному току с переменными параметрами, зависящими от скважности. Разработанный повышающий преобразователь обеспечивает ток нагрузки до 360 А с коэффициентом пульсаций входного тока, не превышающим 0,6 %. Результаты исследований могут представлять интерес для специалистов в области силовой электроники, систем электроснабжения автономных объектов и систем управления.
Имитатор нагрузки, повышающий преобразователь, усреднённая модель, дискретная модель, система электроснабжения, проектирование, структурная схема, цифровой синтез, цифровой модуль
Короткий адрес: https://sciup.org/147234070
IDR: 147234070 | DOI: 10.14529/power200309
Список литературы Синтез повышающего преобразователя для имитатора нагрузок систем электроснабжения автономных объектов
- Ляпунов, Д.Ю. Методика разработки имитатора нагрузок для наземных испытаний систем электропитания автономных объектов / Д.Ю. Ляпунов, А.А. Ткаченко, А.Г. Юдинцев // Электротехнические системы и комплексы. - 2020. - № 1 (46). - С. 60-66. DOI: 10.18503/2311-8318-2020-1(46)-60-66
- Design and control of multiphase interleaved boost converters-based on differential flatness theory for PEM fuel cell multi-stack applications / P. Thounthong, P. Mungporn, D. Guilbert et al. // Electrical Power and Energy Systems. - 2020. - No. 124 (2021) 106346. - P. 1-13. DOI: 10.1016/j.ijepes.2020.106346
- Advances in Intelligent Systems and Computing. Recent Developments in Machine Learning and Data Analytics / J. Kalita, V.E. Balas, S. Borah, R. Pradhan. - Singapore: Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2019. -Vol. 740. - 530p.
- Strasser, T.I. European Guide to Power System Testing / T.I. Strasser, E. C. W. de Jong, M. Sosnina. -Cham: Springer Nature Switzerland AG, 2020. - 132 p.
- Серебряков, П.Б. Информационное обеспечение электромехатронных преобразователей / Ю.С. Смирнов, А.Н. Лысов, П.Б. Серебряков // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2012. - Вып. 17, № 16. - С. 31-36.
- The Implementation of the Cross-cutting Design of Electronic Communication Modules Using National Instruments Technologies /P. Korolev, K. Novikov, S. Polesskiy, G. Korotkova // Tomsk, Proc. of International Siberian Conference on Control and Communications SIBCON, IEEE. - 2019. - P. 1-4. DOI: 10.1109/sibcon.2019.8 729585
- Лукашенков, А.В. Обобщенная математическая модель импульсного повышающего преобразователя напряжения /А.В. Лукашенков, И.В. Капустин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2012. - Вып. 10. - С. 189-198.
- Мелешин, В.И. Транзисторная преобразовательная техника / В.И. Мелешин. - М.: Техносфера, 2005. - 632 с.
- Derbel, N. Modeling, Identification and Control Methods in Renewable Energy Systems / N. Derbel, Q. Zhu. - Singapore, Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2019. - 372 p.
- Rashid, M. Power Electronics Handbook /M. Rashid. - Oxford, Butterworth-Heinemann, Elsevier, 2018. -1496p.
- Мелешин, В.И. Управление транзисторными преобразователями электроэнергии / В.И. Мелешин, Д.А. Овчинников. -М.: Техносфера, 2011. - 576 с.
- Коршунов, А.И. Повышение качества стабилизации выходного напряжения импульсного преобразователя постоянного тока / А.И. Коршунов // Известия вузов. Приборостроение. - 2013. - Т. 56, № 3. -С. 48-57.
- Примшиц, П.П. Синтез системы автоматического управления повышающим преобразователем постоянного напряжения при работе на активную нагрузку /П.П. Примшиц, А.В. Миронович // Энергетика. Известия вузов и энергетических объединений СНГ. - 2005. - № 6. - С. 29-36.
- Михальченко, Г.Я. Исследование работы комбинированного понижающе-повышающего преобразователя для высоковольтной энергопреобразующей аппаратуры / Г.Я. Михальченко, А.В. Кобзев, В.И. Апасов // Доклады Томского университета систем управления и радиоэлектроники. - 2019. - Т. 22, № 1. - С. 89-94. DOI: 10.21293/1818-0442-2019-22-1-89-94
- Data-Driven Approach for Current Control in DC-DC Boost Converters / C.L. Remes, G.R. Goncalves da Silva, A. Treviso et al. // IFAC PapersOnLine. - 2019. - Vol. 52, iss. 1. - P. 190-195. DOI: 10.1016/j.ifacol.2019.06.059
- Фролов, В.Я. Устройства силовой электроники и преобразовательной техники с разомкнутыми и замкнутыми системами управления в среде Matlab - Simulink: учеб. пособие / В.Я. Фролов, В.В. Смороди-нов. - СПб.: Лань, 2018. - 332 с.
- Sabanci, K. Development of an expression for the output voltage ripple of the DC-DC boost converter circuits by using particle swarm optimization algorithm / K. Sabanci, S. Balci // Measurement. - 2020. -No. 158 (2020) 107694. - P. 1-9. DOI: 10.1016/j.measurement.2020.107694
- Narayanaswamy, P.R.I. Power Electronic Converters. Interactive Modelling Using Simulink / P.R.I. Na-rayanaswamy. - CRC Press, Taylor & Francis Group, 2018. - 340 p.
- Control of Series-Parallel Conversion Systems / X. Ruan, W. Chen, T. Fang et al. - Beijing, Science Press, Singapore Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2019. - 213 p.
- Скворцов, Л.М. Численное решение обыкновенных дифференциальных и дифференциально-алгебраических уравнений /Л.М. Скворцов. -М.: ДМКПресс, 2018. - 230 с.
