СИНТЕЗ ПОВЫШАЮЩЕГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ИМИТАТОРА НАГРУЗОК СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АВТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ
DOI:
https://doi.org/10.14529/power200309Ключевые слова:
ИМИТАТОР НАГРУЗКИ, ПОВЫШАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, УСРЕДНЁННАЯ МОДЕЛЬ, ДИСКРЕТНАЯ МОДЕЛЬ, СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, СТРУКТУРНАЯ СХЕМА, ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗ, ЦИФРОВОЙ МОДУЛЬАннотация
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.
Скачивания
Библиографические ссылки
Lyapunov D.Y., Tkachenko A.A., Yudintsev A.G. [Methodology of Load Simulator Design for Ground
Testing of Power Supply Systems of Autonomous Objects]. Elektrotekhnicheskie sistemy i kompleksy [Electrotechnical Systems and Complexes], 2020, no. 1 (46), pp. 60–66. (in Russ.) DOI: 10.18503/2311-8318-2020-1(46)-60-66
Thounthong P., Mungporn P., Guilbert D., Takorabet N. et al. Design and control of multiphase interleaved
boost converters-based on differential flatness theory for PEM fuel cell multi-stack applications. Electrical Power
and Energy Systems, 2020, no. 124 (2021) 106346, pp. 1–13. DOI: 10.1016/j.ijepes.2020.106346
Kalita J., Balas V.E., Borah S, Pradhan R. Advances in Intelligent Systems and Computing. Recent Developments in Machine Learning and Data Analytics. Singapore, Springer Nature Singapore Pte Ltd., Vol. 740,
530 p.
Strasser T.I., de Jong E.C.W., Sosnina M. European Guide to Power System Testing. Cham, Springer Nature Switzerland AG, 2020. 132 p.
Smirnov Y.S, Lysov A.N., Serebryakov P.B. [Electromechatronic Converters Dataware]. Bulletin of
the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2012, vol. 17, no. 16, pp. 31–36. (in Russ.)
Korolev P., Novikov K, Polesskiy S., Korotkova G. The Implementation of the Cross-cutting Design of Electronic Communication Modules Using National Instruments Technologies. Tomsk, Proc. of International Siberian
Conference on Control and Communications SIBCON, IEEE, 2019, pp. 1–4. DOI: 10.1109/sibcon.2019.8729585
Lukashenkov A.V., Kapustin I.V. [A Generalized Mathematical Model of a Boost Pulse Voltage Converter]. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki [Bulletin of the Tula State University.
Technical Sciences], 2012, vol. 10, pp. 189–198. (in Russ.)
Meleshin V.I. Tranzistornaya preobrazovatel'naya tekhnika [Transistor Converter Technology], Moscow,
Tehnosfera Publ., 2005. 632 p.
Derbel N., Zhu Q. Modeling, Identification and Control Methods in Renewable Energy Systems. Singapore,
Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2019. 372 p.
Rashid M. Power Electronics Handbook. Oxford, Butterworth-Heinemann, Elsevier, 2018. 1496 p.
Meleshin V.I. Upravlenie tranzistornymi preobrazovatelyami elektroenergii [Control of Transistor Electric Power Converters], Moscow, Tekhnosfera Publ., 2011. 576 p.
Korshunov A.I. [Improving the Quality of the Output Voltage Stabilization of of a Pulse DC-DC Converter]. Izvestiya vuzov. Priborostroenie [Journal of Instrument Engineering], 2013, vol. 56, no. 3, pp. 48–57.
(in Russ.)
Primshits P.P., Mironovich A.V. [Synthesis of an Automatic Control System of a Boost DC-DC Conveter
when Operation on an Active Load]. Energetika. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy i energeticheskikh
ob"edineniy SNG [Energetika. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations], 2005, no. 6, pp. 29–36. (in Russ.)
Mikhalcenko G.Y., Kobzev A.V., Apasov V.I. [Study of the Combined Buck-boost DC-DC Converter
in the Composition of High-voltage Energy-converting Equipment]. Doklady TUSUR [Proceedings of Tomsk
State University of Control Systems and Radioelectronics], 2019, vol. 22, no. 1, pp. 89–94. (in Russ.) DOI:
21293/1818-0442-2019-22-1-89-94
Remes C.L., Goncalves da Silva G.R., Treviso A., Coelho M.A.J., Campestrini L. Data-Driven Approach
for Current Control in DC-DC Boost Converters. IFAC PapersOnLine, 2019, vol. 52, iss. 1, pp. 190–195. DOI:
1016/j.ifacol.2019.06.059
Frolov V.Y. Smorodinov V.V. Ustroystva silovoy elektroniki i preobrazovatel'noy tekhniki s razomknutymi i zamknutymi sistemami upravleniya v srede Matlab – Simulink [Power Electronic Devices and Converting
Technology Using Open-Loop and Feedback Control Systems in Matlab – Simulink], Saint Petersberg, Lan’ Publ.,
332 p.
Sabanci K., Balci S. Development of an expression for the output voltage ripple of the DC-DC boost converter circuits by using particle swarm optimization algorithm. Measurement, 2020, no. 158 (2020) 107694, pp. 1–9.
DOI: 10.1016/j.measurement.2020.107694
Narayanaswamy P. R. I. Power Electronic Converters. Interactive Modelling Using Simulink. CRC Press,
Taylor & Francis Group, 2018. 340 p.
Ruan X., Chen W., Fang T., Zhuang K., Zhang T., Yan H. Control of Series-Parallel Conversion Systems.
Beijing, Science Press, Singapore Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2019. 213 p.
Scvortsov L.M. Chislennoe reshenie obyknovennykh differentsial'nykh i differentsial'no-algebraicheskikh
uravneniy [Numerical solution of ordinary differential and differential-algebraic equations]. Moscow, DMK Press
Publ., 2018. 230 p.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
