Academic literature on the topic 'Перетворювач рівнів напруги'

Актуальність теми дослідження. Вирішення ряду таких актуальних проблем імпульсних напівпровідникових перетворювачів енергії (ІНПП) для бортових систем, що входять до складу рухомих платформ і безпілотних літальних апаратів (БПЛА), як підвищення точності стабілізації цільового параметру (кута, швидкості, напруги, струму), а також покращення динаміки систем автоматичного керування, масо-габаритних та теплових характеристик можливо шляхом розробки нових структур ІНПП та алгоритмів керування ними. Постановка проблеми. Зміна періоду та форми резонансної кривої (РК) напруги/струму в квазірезонансних імпульсних перетворювачах (КРІП) в залежності від імпедансу навантаження призводить до неузгодженості сигналу закриття силового транзисторного ключа (СТК) з моментом переходу РК через нульове значення, а отже, – до різкого зниження ККД системи. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Типові реалізації частотно-імпульсних модуляторів (ЧІМ) містять у своєму складі керований напругою генератор та одновібратор, а повністю керовані рішення виконують на основі реверсивних лічильників та керуючого автомату. В якості новітніх ланок ЧІМ для задач керування ІНПП вводяться спостерігачі імпедансу навантаження та модулятори, побудовані на кільцевих зсувних регістрах та лініях затримки. Швидкодія ЧІМ підвищується за рахунок каскадування та використання табличного синтезу сигналу. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Існуючі рішення не корегують тривалість імпульсу керування СТК для забезпечення його комутації при нульових значеннях напруги/струму, що нівелює можливість практичного втілення КРІП з широким діапазоном навантажень. Постановка завдання. Стаття присвячена розробці структури цифрового частотно-імпульсного модулятора з адаптивною корекцією тривалості імпульсу (ЦЧІМ-АКТІ) та метода автоматичного слідкування за РК з метою прогнозування її переходу через нуль. Викладення основного матеріалу. Запропонована схемотехнічна структура та алгоритм функціонування модулятора у складі блоків ЦЧІМ та АКТІ на основі декількох цифрових автоматів, набору лічильників та арифметико-логічних пристроїв. Пара зовнішніх гістерезисних компараторів детектує перехід резонансної кривої через порогові рівні, розміщені симетрично відносно нульового рівня. Висновки відповідно до статті. Створено новий завершений цифровий блок, який реалізований на основі програмованої логічної інтегрованої схеми (ПЛІС) з використанням мови VHDL. Введення цього блоку до складу стабілізатора напруги ланки постійного струму (ЛПС) на основі КРІП в електроприводі точного позиціювання рухомої платформи з безколекторним двигуном постійного струму (БДПС) дозволяє стабілізувати напругу ЛПС з точністю до 1%. Роздільна здатність за часом ширини імпульсу та паузи не перевищує 5нс.

Виконано аналіз рівня пульсацій напруги на вході системи управління квазірезонансним імпульсним перетворювачем що перемикається при нульовому струмі (КРІП-ПНС). Він регулює напругу на вході автономного інвертора напруги (АІН) в системі електроприводу безпілотного літального апарату (БпЛА). Отримано співвідношення між постійною інтегрування регулятора контура струму та нескомпенсованою постійною, при якому пульсації на вході системи управління КРІП-ПНС мінімальні. З умові налагодження регулятора контура струму на процес кінцевой тривалості встановлено оптимальне значення цього співвідношення.

Ємнісні накопичувачі, як необхідний складовий елемент, знаходять широке застосування в різноманітних електротехнічних установках і системах. Аналіз відомих підходів збільшення ККД зарядного кола показав, що вони пов’язані з певними труднощами. Наприклад, зарядні пристрої із джерелами, регульованими за певним законом напруги, є складними і їхнє застосування може бути виправдано лише у виняткових випадках. Крім перетворювача, що узгоджує джерело енергії та ємнісний накопичувач, потрібні додаткові реактивні елементи, що запасають енергію і підтримують на одному рівні вхідну і вихідну потужності протягом процесу зарядження. Ця вимога грає істотну роль у випадку застосування джерела обмеженої потужності. У більшості випадків енергетичні процеси заряду конденсатора аналізувались при нульових початкових умовах. Максимальний ККД може бути досягнутий при незмінній формі вхідного та вихідного струму. Для досягнення максимального ККД перетворювача ємнісний накопичувач в початковий відрізок часу повинен запасати енергію, щоб в кінці заряду віддати запасену енергію для підтримання струму зарядження. Вітроустановка працює при стохастичних умовах зміни рівня швидкості вітру, що спричиняє до відповідних показників на клемах зарядного пристрою. Оцінка необхідної кількості енергії для зарядження ємкісного накопичувача ускладнюється. Метою роботи становила задача визначити час зарядження ємнісного накопичувача електродинамічного привода насосу автономної вітроелектричної установки до заданих технологічних меж за допомогою імітаційного моделювання при стохастичних умовах зміни рівня швидкості вітру. При зміні значень математичного сподіванням швидкості вітру в межах 4…5,2 м/с час зарядження ємнісного накопичувача при технологічній межі напруги 100 В складає відповідно 12,5…7 с. Бібл. 10, рис. 10.

Вологість паливо-мастильних матеріалів є одним з визначальних показників їх якості. Присутність вологи в матеріалі впливає на їх фізико-хімічні і електричні властивості. Вода характеризується високою діелектричною проникністю і здатністю легко взаємодіяти з іншими речовинами. Розроблення системи контролю вологості паливо-мастильних матеріалів у процесі експлуатації машини є невід’ємною частиною інформаційно-вимірювальних і керувальних систем сучасної мобільної техніки, і зокрема техніки спеціального призначення. Ємнісні сенсори вологості є розприділеними структурами і у вимірювальних системах параметрами вимірювання є як ємність, так і опір й індуктивність. Для реалізації ємнісного вимірювача з лінійною калібрувальною характеристикою, враховано що вимірювальне середовище є з великими змінними активними втратами, якими є оливи і палива двигунів внутрішнього згоряння. Для компенсування активних втрат застосовано схему з окремим вимірюванням реактивної складової повного опору діелькометричного первинного перетворювача на основі модуляції параметрів вимірювального резонансного контуру. Параметри такої схеми обирано так, щоб при вимкненій модуляційній ємності повна провідність схеми мала індуктивний характер. За міру якості перетворення вимірювальної схеми сенсора прийнято диференціальну чутливість, яка характеризує відношення відносних приростів вихідного (повної провідності) й вхідного (реактивної провідності) параметрів. Розроблений автоматичний одночастотний вимірювач з ємнісним сенсором, виконаним у вигляді електродів розсіяного поля, покритих шаром ізоляції, в якому використано метод модуляції параметрів вимірювального резонансного контуру. Для перевірки теоретичних досліджень проведений повний факторний експеримент на трьох рівнях при двох факторах – вологості досліджуваного середовища і частота напруги живлення вимірювального контуру. Працездатність вимірювальної схеми ємнісного перетворювача зберігається у всьому діапазоні вимірювань, якщо добротність ємнісного вимірювального перетворювача в матеріалі більша одиниці.

Підвищення ефективності перетворення енергії сонячного випромінювання в електроенергію сонячними елементами є основним завданням сонячної енергетики. А сучасний інтерес до проектування і експлуатації фотоелектричних батарей на основі сонячних елементів призводить до оцінювання їх основних експлуатаційних характеристик. Для контролю якості та ефективності сонячного елемента на виробництві або в лабораторних умовах необхідно точно виміряти його вольт-амперну характеристику, яка є основним джерелом інформації про параметри та характеристики сонячного елемента, таких як коефіцієнт корисної дії, максимальну потужність, струм короткого замикання, напругу холостого ходу, струм і напругу при максимальній потужності, коефіцієнт форми тощо. При проектуванні фотоелектричних батарей великих площ, наземного або космічного застосування, виникають труднощі у визначенні різних втрат, таких як комутація фотоелементів, їх не ідентичність, нерівномірності температури і освітленості фотоелектричних батарей. Зазвичай ці втрати враховують введенням у математичну модель різних коефіцієнтів. Експериментальні дослідження в напрямку більш точного визначення всіляких втрат в фотоелектричних батареях призводять до не окупності та ускладнення проведення таких експериментальних досліджень. Для проектування і випробування фотоелектричних батарей великих площин авторами пропонується підхід, який оснований на побудові вольт-амперних характеристик фотоелектричних батарей. Запропонований підхід дозволяє з визначенням воль-амперної характеристики окремого сонячного елемента або груп фотоелектричних перетворювачів, получити моделі при різних рівнях освітленості і температури з характерними параметрами фотоелектричних батарей будь-якої площі. Авторами проведено експериментальне підтвердження запропонованої методики, а також порівняння з іншими експериментальними дослідженнями. В методиці визначені перехідні коефіцієнти математичної моделі, а також розписані особливості застосування запропонованого підходу. Бібл.6, рис. 2.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.13 – техніка сильних електричних та магнітних полів. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків 2019. Дисертація присвячена вирішенню завдання поліпшення технічних показників обладнання магнітно-імпульсної обробки металів (міоми) для використання в технологіях металообробки і технологіях ремонту транспортних засобів. У роботі представлена розробка альтернативної конструкції вузла заряду ємнісних накопичувачів енергії та розробка системи індукційного нагріву. Дано числові показники нагріву при варіації часових параметрів збуджуючого струму і конструктивних параметрів інструменту індуктора. Розглянута модель системи збудження струму індуктора доповнена експериментальними дослідженнями системи в режимі резонансу напруги. Запропоновано використання модифікованої часової форми біполярного меандру сигналу збудження для зменшення кількості спектральних складових. Сконструйована система індукційного нагріву, що працює в режимі резонансу напруги, показала свою працездатність і ефективність. Було запропоновано виконувати збудження коливань струму імпульсами напруги модифікованої форми з частотою нижче на 20% від резонансної частоти, що забезпечує прийнятний ККД в режимі роботи системи без навантаження. Розробка система індукційного нагріву пройшла апробацію і випробування на підприємствах "Веда Авто Сервіс" (м. Київ) і АТ "Елеватормлинмаш" (м. Харків). Результати дисертаційної роботи використовують при підготовці бакалаврів та магістрів на кафедрі автомобільної електроніки Харківського національного автомобільно-дорожнього університету.
Thesis for the degree of Candidate of Technical Sciences for specialty 05.09.13 "Equipment of strong electric and magnetic fields" – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". Kharkiv, 2019. The thesis is dedicated to the solution of the problem of the technical performance of magnetic-impulse metal processing equipment improving for use in metal-working technologies and vehicle repair technologies. The paper presents the development of an alternative design for the capacitive energy storage charge system and the development of an induction heating system. The numerical heating indicators was given with a variation of the time parameters of the exciting current and the design parameters of the inductor tool. The system model of inductor current excitation in the mode of current resonance was considered and supplemented by experimental studies of the system in voltage resonance mode. The use of a modified time form of the bipolar meander of the excitation signal to reduce the number of spectral components was proposed. The induction heating system designed that operates in the voltage resonance mode has shown its efficiency. It was proposed to perform the excitation of current oscillations by voltage pulses of the modified form with a frequency lower than 20% of the resonant frequency, which ensures acceptable efficiency in the system operation without load. The development of the induction heating system has been tested and implicated at the enterprises of "Veda Auto Service" (Kyiv) and "Elevatormlinmash" (Kharkiv). The results of the thesis are used in the preparation of bachelors and masters degree at the department of automobile electronics of the Kharkiv National Automobile and Highway University.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.13 – техніка сильних електричних та магнітних полів. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків 2019. Дисертація присвячена вирішенню завдання поліпшення технічних показників обладнання магнітно-імпульсної обробки металів (міоми) для використання в технологіях металообробки і технологіях ремонту транспортних засобів. У роботі представлена розробка альтернативної конструкції вузла заряду ємнісних накопичувачів енергії та розробка системи індукційного нагріву. Дано числові показники нагріву при варіації часових параметрів збуджуючого струму і конструктивних параметрів інструменту індуктора. Розглянута модель системи збудження струму індуктора доповнена експериментальними дослідженнями системи в режимі резонансу напруги. Запропоновано використання модифікованої часової форми біполярного меандру сигналу збудження для зменшення кількості спектральних складових. Сконструйована система індукційного нагріву, що працює в режимі резонансу напруги, показала свою працездатність і ефективність. Було запропоновано виконувати збудження коливань струму імпульсами напруги модифікованої форми з частотою нижче на 20% від резонансної частоти, що забезпечує прийнятний ККД в режимі роботи системи без навантаження. Розробка система індукційного нагріву пройшла апробацію і випробування на підприємствах "Веда Авто Сервіс" (м. Київ) і АТ "Елеватормлинмаш" (м. Харків). Результати дисертаційної роботи використовують при підготовці бакалаврів та магістрів на кафедрі автомобільної електроніки Харківського національного автомобільно-дорожнього університету.
Thesis for the degree of Candidate of Technical Sciences for specialty 05.09.13 "Equipment of strong electric and magnetic fields" – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". Kharkiv, 2019. The thesis is dedicated to the solution of the problem of the technical performance of magnetic-impulse metal processing equipment improving for use in metal-working technologies and vehicle repair technologies. The paper presents the development of an alternative design for the capacitive energy storage charge system and the development of an induction heating system. The numerical heating indicators was given with a variation of the time parameters of the exciting current and the design parameters of the inductor tool. The system model of inductor current excitation in the mode of current resonance was considered and supplemented by experimental studies of the system in voltage resonance mode. The use of a modified time form of the bipolar meander of the excitation signal to reduce the number of spectral components was proposed. The induction heating system designed that operates in the voltage resonance mode has shown its efficiency. It was proposed to perform the excitation of current oscillations by voltage pulses of the modified form with a frequency lower than 20% of the resonant frequency, which ensures acceptable efficiency in the system operation without load. The development of the induction heating system has been tested and implicated at the enterprises of "Veda Auto Service" (Kyiv) and "Elevatormlinmash" (Kharkiv). The results of the thesis are used in the preparation of bachelors and masters degree at the department of automobile electronics of the Kharkiv National Automobile and Highway University.