МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ, ПОСТРОЕННЫХ НА БАЗЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ С ВРАЩАЮЩИМСЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
Аннотация
Описан новый метод параметрического математического моделирования управляемых выпрямителей, построенных на базе трансформатора с вращающимися магнитными полями с любым числом секций вторичной круговой обмотки. Для расчета взаимоиндуктивных связей внутри полуобмоток круговой обмотки и между ними предлагается использование диагонально-постоянной матрицы Теплица. Приводятся выражения, позволяющие упростить описание электромагнитных процессов и составляющие суть нового метода математического описания данных выпрямителей. Представлены результаты математического моделирования работы управляемого выпрямителя в MATLAB для известных классических и новых импульсно-фазовых способов управления: для способа управления, дающего удвоенное число пульсаций, для случая, когда круговая обмотка содержит четное число секций, и для ступенчато-хордового способа управления. Сделаны выводы о перспективности применения данного способа математического моделирования при исследовании других типов преобразователей энергии, построенных на базе трансформаторов с вращающимися магнитными полями, а также различных способов управления преобразователями с использованием широких возможностей MATLAB.
Ключевые слова
трансформатор с вращающимся магнитным полем, математическое моделирование, способ управления, выпрямитель, полупроводниковый преобразователь, круговая обмотка
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Пат. 2525298 Российская Федерация, МПК H 01 F 30/14, H 02 M 5/14. Трансформатор с трехфазной и круговой обмотками / Кузьмин И. Ю., Лимонникова Е. В., Музыка М. М., Платоненков С. В., Потего П. И., Сакович И. А., Телепнев А. И., Черевко А. И.; заявитель ОАО «СПО «Арктика»; патентообладатель Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли. - № 2012144789/07; заявл. 23.10.12; опубл. 10.08.14, Бюл. № 22. - 10 с.
Пат. 2534218 Российская Федерация, МПК H 01 F 30/14. Многофазный трансформатор / Сеньков А. А., Сеньков А. П., Калмыков А. Н.; заявитель ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет». - № 2013131331/07; заявл. 08.07.2013; опубл. 27.11.13.
Коптяев Е. Н. Трансформатор с вращающимся магнитным полем как структура с дополнительной степенью свободы / Е. Н. Коптяев, В. М. Балашевич, П. В. Атрашкевич [и др.] // Интернет-журнал Науковедение. - 2015. - Т. 7. - № 1 (26). - С. 73. DOI: 10.15862/93TVN115.
Платоненков С. В. Ступенчато-хордовый алгоритм управления выпрямителем, построенным на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем / С. В. Платоненков // Материалы XIII молодежной науч.-технич. конф. «Взгляд в будущее - 2015». - СПб.: ОАО ЦКБ МТ «Рубин», 2015. - С. 453-459.
Сакович И. А. Качество выходного напряжения управляемого выпрямителя на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем / И. А. Сакович, А. И. Черевко, С. В. Платоненков // Электричество. - 2016. - № 1. - С. 43-49.
Черевко А. И. Качество выходного напряжения выпрямителя, построенного на базе ТВМП, при чётном и нечётном числе секций КО ТВМП / А. И. Черевко, М. М. Музыка, С. В. Платоненков [и др.] // Электротехника. - 2012. - № 4. - С. 41-45.
Музыка М. М. Алгоритмы работы силовых ключей в составе коммутаторов управляемых выпрямителей с трансформаторами с вращающимися магнитными полями / М. М. Музыка, А. И. Черевко, С. В. Платоненков [и др.] // Инновационное развитие северных территорий России: образование, наука, производство: сб. докладов на науч.-практич. конф. - Северодвинск, 2010. - С. 106-113.
Музыка М. М. Совершенствование полупроводниковых преобразователей с трансформаторами с вращающимися магнитными полями в судовых электротехнических системах: дис.. канд. техн. наук: 05.09.03 / М. М. Музыка. - Северодвинск, 2008.
Черевко А. И. Схемотехническое и математическое моделирование полупроводниковых преобразователей, содержащих согласующие трансформаторы с вращающимися магнитными полями: монография; под ред. А. И. Черевко / А. И. Черевко, М. М. Музыка, Е. В. Лимонникова. - Архангельск: ИД САФУ, 2005. - 179 с.
Сингаевский Н. А. Математическая модель ТВП в системе Matlab / Н. А. Сингаевский, Н. А. Суртаев // Материалы междунар. науч. конф. «Технические и технологические системы». - Краснодар: КубГАУ, 2009. - С. 103-107.
Музыка М. М. Исследование эффективности работы управляемых выпрямителей методами математического моделирования в МС и/или Matlab: монография; под ред. А. И. Черевко. / М. М. Музыка [и др.]. - Архангельск: ИД САФУ, 2014. - 107 с.
Сингаевский Н. А. Теоретические и схемотехнические основы силовых полупроводниковых преобразователей на базе многофазных трансформаторов с вращающимся магнитным полем: дис. … д-ра техн. наук: 05.09.03 / Н. А. Сингаевский. - Краснодар, 2011.
Кузьмин И. Ю. Сравнительный анализ параметров и характеристик управляемых выпрямителей, построенных на базе ТВМП, разработанных для кораблей и судов арктического региона, с отечественными выпрямителями / И. Ю. Кузьмин // Материалы XIII молодежной науч.-технич. конф. «Взгляд в будущее - 2015». - СПб.: ОАО ЦКБ МТ «Рубин», 2015. - С. 324-340.
Григораш О. В. Выпрямители на трансформаторах с вращающимся магнитным полем / О. В. Григораш, Г. С. Отмахов // Научный журнал КубГАУ. - 2014. - № 98. - С. 560-570.
Коптяев Е. Н. Статические полупроводниковые преобразователи с повышенной надежностью и электромагнитной совместимостью на базе трансформаторов с вращающимся магнитным полем / Е. Н. Коптяев, В. М. Балашевич, П. В. Атрашкевич, И. Ю. Кузьмин // Интернет-журнал Науковедение. - 2015. - Т. 7. - № 1 (26). - С. 72. DOI: 10.15862/92TVN115.
Коптяев Е. Н. Система электродвижения морских судов / Е. Н. Коптяев // Сб. науч. статей «Развитие науки в ХХI веке: естественные и технические науки». - 2015. - Апрель. - С. 77-86. DOI: 10.17809/06(2015)-10.
Коптяев Е. Н. Промышленный умножитель частоты на базе трансформатора с вращающимся полем / Е. Н. Коптяев, В. М. Балашевич, П. В. Атрашкевич // Интернет-журнал Науковедение. - 2015. -Т. 7. - № 2 (27). - С. 104.
Об авторах
Сакович Игорь Александрович - руководитель группы разработки и внедрения информационных технологий
ЗАО «Биус»Черевко Александр Иванович - доктор технических наук, профессор
ИСМАРТ САФУЛимонникова Елена Владимировна - кандидат технических наук
ИСМАРТ САФУ
