Рекомендуем

Ключевые слова:
Электропитание
Источники вторичного электропитания. ПрактикумПодгорный В.В., Семенов Е.С. Источники вторичного электропитания. Практикум
Повышение эффективности преобразовательных и радиотехнических устройствДмитриков В.Ф., Сергеев В.В., Самылин И.Н. Повышение эффективности преобразовательных и радиотехнических устройств
Расчет и оптимизация  тороидальных  трансформаторов и дросселейКотенёв С.В., Евсеев А.Н. Расчет и оптимизация тороидальных трансформаторов и дросселей

Книга

Устойчивость и электромагнитная совместимость устройств и систем электропитания

2018 г.
540 стр.
Тираж 500 экз.
Формат 60х90/16 (145x215 мм)
Исполнение: в твердом переплете
ISBN 978-5-9912-0712-6
ББК 32.88-4
УДК 621.391.82:621.311.6
Аннотация

Рассмотрены причины и механизм возникновения автоколебательного режима в агрегатированных (сложных, составных) и распределенных устройствах и системах электропитания промышленного и специального назначения состоящих из устойчивых модулей. Представлены теория, методы анализа и синтеза, позволяющие проектировать и разрабатывать такие системы устойчивыми. Книга написана на основании практического опыта авторов в области разработки, проектирования и эксплуатации устройств и систем электропитания.

Для специалистов в области силовой электроники, будет полезна для аспирантов и студентов старших курсов технических вузов соответствующих специальностей.

Дмитриков Владимир Федорович – доктор технических наук, профессор. Заслуженный деятель науки РФ, действительный член Российской академии естественных наук, Международной академии наук высшей школы, член-корреспондент академии электротехнических наук, автор более 300 научных и учебно-методических трудов, в том числе 6 учебников, 4 учебных пособий, 5 монографий и более 30 авторских свидетельств и патентов. Награжден орденом «За заслуги перед Отечеством» II степени, знаками «Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации», «Почетный изобретатель СССР», дипломом лауреата премии Газпрома в области науки и техники, рядом медалей, в том числе «За заслуги в научной деятельности». В настоящее время работает в государственном Санкт-Петербургском университете телекоммуникаций им. проф. Бонч-Бруевича руководителем научно-исследовательской лаборатории «Энергосберегающие технологии проектирования аппаратуры связи».

Шушпанов Дмитрий Викторович – кандидат технических наук, доцент кафедры «Теория электрических цепей и связи» Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича. Окончил в 2002 году Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, факультет многоканальных телекоммуникационных систем. В 2005 году окончил аспирантуру при Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича. Автор более 100 научных работ. Область научных интересов — энергетически высокоэффективные ключевые режимы генерирования и усиления электрических колебаний и информационных сигналов, теория линейных и нелинейных электрических цепей, устройства преобразовательной техники.

Оглавление

Предисловие

Введение

Ч.I. Исследование статических и динамических характеристик преобразователей напряжения понижающего типа

1. ИПН понижающего типа без ООС
1.1. Анализ переходных и установившихся процессов в импульсных преобразователях напряжения
1.1.1. Апериодический режим
1.1.2. Граничный режим
1.1.3. Колебательный режим
1.2. Исследование усредненной составляющей тока дросселя и выходного напряжения
1.3. Исследование пульсаций тока дросселя и выходного напряжения
1.4. Режим прерывистого тока дросселя
1.5. Выводы

2. ИПН понижающего типа с ООС
2.1. ИПН с ООС по выходному напряжению
2.2. ИПН с ООС по выходному напряжению и току дросселя
2.3. ИПН с ООС по выходному напряжению и току конденсатора
2.4. Выводы

3. Линейные методы расчета частотных характеристик ИПН понижающего типа с ООС 76
3.1. Метод усреднения и линеаризации
3.2. Метод эквивалентной замены импульсной части ИПН
3.3. Выводы

4. Методы расчета и измерения коэффициента передачи петлевого усиления ИПН понижающего типа с ООС
4.1. Измерение петлевого усиления в ИПН методом разомкнутого контура
4.1.1. Измерение в линейной модели
4.1.2. Модифицированная модель измерения
4.1.3. Измерение в импульсной модели
4.2. Измерение петлевого усиления в ИПН методом замкнутого контура
4.2.1. Измерение в линейной модели
4.2.2. Измерение в импульсной модели
4.2.3. Измерение физического макета
4.2.4. Измерение через внешние характеристики
4.2.5. Метод двойной инжекции с обнулением
4.2.6. Метод последовательной инжекции напряжения и тока
4.2.7. Метод Тиана
4.2.8. Модифицированный метод последовательной инжекции напряжения и тока
4.3. Измерение петлевого усиления в ИПН с двухконтурной ООС
4.4. Новые бестрансформаторные методы прямого измерения петлевого усиления ИПН
4.4.1. Метод инжекции тока
4.4.2. Бестрансформаторная инжекция напряжения
4.5. Выводы

5. Оценка погрешности метода усреднения и линеаризации для импульсного преобразователя напряжения понижающего типа
5.1. ИПН с одноконтурной ООС
5.2. ИПН с двухконтурной ООС
5.3. Выводы
6. Влияние пульсаций выходного напряжения ИПН понижающего типа на коэффициент стабилизации выходного напряжения и устойчивость ИПН
6.1. Коэффициент передачи ШИМ-модулятора без учета пульсаций выходного напряжения
6.2. Коэффициент передачи ШИМ-модулятора с учетом пульсаций выходного напряжения
6.3. Исследование влияния резистивных потерь в конденсаторе СФ с характеристиками Чебышева и Баттерворта на устойчивость и коэффициент стабилизации ИПН
6.4. Инженерная методика расчета коэффициента стабилизации ИПН
6.5. Коэффициент передачи ШИМ-модулятора в ИПН с ООС по выходному напряжению и току дросселя
6.6. Коэффициент передачи ШИМ-модулятора в ИПН с ООС по выходному напряжению и току конденсатора
6.7. Выводы

7. Методика проектирования ИПН понижающего типа с однозвенным сглаживающим фильтром
7.1. Расчет сглаживающего фильтра
7.2. Расчет цепи коррекции в ИПН с ООС по выходному напряжению
7.2.1. Инерционное звено (тип 1) 229
7.2.2. Пропорционально-инерционное (ПИ) звено (тип 2)
7.2.3. Пропорциональное интегро-дифференцирующее (ПИД) звено (тип 3)
7.2.4. Синтез звена коррекции для получения требуемого коэффициента передачи петлевого усилении
7.3. Расчет цепи коррекции в ИПН с ООС по выходному напряжению и току дросселя
7.3.1. Коррекция в контуре по выходному напряжению (управление по максимальному току дросселя)
7.3.2. Коррекция в контуре по выходному напряжению и контуре по току дросселя (управление по среднему току дросселя)
7.4. Расчет цепи коррекции в ИПН с ООС по выходному напряжению и току конденсатора
7.4.1. Коррекция в контуре по выходному напряжению
7.4.2. Коррекция в контуре по выходному напряжению и контуре по току конденсатора
7.5. Выводы

Ч.2. Исследование распределенной системы электропитания

8. Работа фильтра на ИПН
8.1. Расчет входного сопротивления преобразователя
8.2. Условия возникновения автоколебаний
8.2.1. ИПН с однозначной ВАХ
8.2.2. ИПН с двузначной ВАХ
8.3. Измерение входного сопротивления преобразователя
8.4. Экспериментальная проверка частотного критерия устойчивости и режимов генерации системы «входной фильтр – преобразователь»
8.4.1. Описание макета
8.4.2. Анализ результатов измерения
8.5. Расчет входного сопротивления ИПН понижающего типа с различными контурами ООС и звеньями коррекции
8.5.1. ИПН с ООС по выходному напряжению
8.5.2. ИПН с ООС по выходному напряжению и току дросселя
8.5.3. ИПН с ООС по выходному напряжению и току конденсатора
8.6. Выводы

9. Расчет сетевых фильтров радиопомех для импульсных источников электропитания
9.1. Методика расчета сетевых ФРП для ИПН
9.1.1. Методика расчета фильтра радиопомех 1
9.1.2. Моделирование фильтра на ЭВМ
9.1.3. Расчет и моделирование сетевого фильтра радиопомех для источника бесперебойного питания
9.1.4. Результаты экспериментальных исследований макета ФРП
9.1.5. Специфика расчета сетевых ФРП с учетом обеспечения устойчивой работы системы «входной фильтр – преобразователь»
9.2. Расчет входного фильтра с требуемым подавлением и выходным сопротивлением 400
9.2.1. Однозвенный фильтр
9.2.1.1. Пример расчета однозвенного фильтра
9.2.2. Двухзвенный фильтр
9.2.2.1. Параметры первого звена фильтра
9.2.2.2. Параметры второго звена фильтра
9.2.2.3. Исследование корректирующего множителя передаточной функции КH
9.2.2.4. Исследование корректирующего множителя выходного сопротивления КZ
9.2.2.5. Анализ результатов исследования
9.2.2.6. Пример расчета двухзвенного фильтра
9.3. Методы снижения тока утечки в ФРП
9.3.1. Пассивный способ компенсации для однофазной сети
9.3.2. Активный способ компенсации для трехфазной сети с изолированной нейтралью
9.3.3. Пассивный способ компенсации для трехфазной сети с изолированной нейтралью
9.3.3. Защита обслуживающего персонала от токов утечки в трехфазной сети с изолированной нейтралью
9.4. Выводы

10. Работа ИПН на комплексную нагрузку
10.1. Расчет и измерение выходного сопротивления преобразователя
10.2. Условия возникновения автоколебаний
10.3. Расчет выходного сопротивления ИПН понижающего типа с различными контурами ООС и звеньями коррекции
10.3.1. ИПН с ООС по выходному напряжению
10.3.2. ИПН с ООС по выходному напряжению и току дросселя
10.3.3. ИПН с ООС по выходному напряжению и току конденсатора
10.4. Петлевое усиление ИПН, работающего на комплексную нагрузку 3
10.5. Выводы

11. Работа ИПН на ИПН
11.1. Устойчивость с учетом промежуточных фильтров
11.1.1. Режим малого сигнала
11.1.2. Режим большого сигнала
11.2. Особенность работы ИПН на ИПН
11.3. Выводы

Приложения

Приложение 1. Элементы теории четырехполюсников
П1.1. Уравнения передачи и матрицы параметров четырехполюсников
П1.2. Связь матрицы A-параметров с внешними характеристиками четырехполюсника
П1.3. Параметры простейших четырехполюсников
П1.4. Соединения четырехполюсников

Приложение 2. Расчет частотных характеристик ИПН в программах схемотехнического моделирования
П2.1. Micro-CAP
П2.2. LTspice IV
П2.3. SimOne
П2.4. SIMetrix/SIMPLIS
П2.5. FASTMEAN
П2.6. Выводы

Приложение 3. Измерители частотных характеристик ИПН
П3.1. Venable Instruments
П3.2. NF Corporation
П3.3. Newtons4th Ltd
П3.4. Powertek
П3.5. Solartron Analytical
П3.6. AP Instruments
П3.7. OMICRON Lab
П3.8. Отечественный ИЧХ
П3.9. Отечественный измерительный комплекс

Литература