Многозонные частотно-широтно-импульсные интегрирующие регуляторы с «эстафетными» алгоритмами работы релейных элементов
Аннотация
Рассмотрена базовая структура и принцип действия многозонного интегрирующего регулятора, в основе которого лежит частотно-широтно-импульсная модуляция. В среде MATLAB + Simulink разработана виртуальная модель многозонного регулятора, на ее основе построены временные диаграммы регулятора. Приведены основные расчетные соотношения и статические характеристики многозонного регулятора: амплитудная и модуляционная характеристики. Отмечены достоинства и недостатки устройств данного класса. Предложены два способа организации «эстафетных» режимов работы релейных элементов, входящих в состав многозонного интегрирующего регулятора. В частности, рассмотрены многозонный регулятор с параметрическим и с число-импульсным «эстафетными» алгоритмами работы релейных элементов. Главным достоинством «эстафетных» режимов является их возможность обеспечивать равномерное распределение потерь мощности между выходными силовыми ключами, что позволяет повысить энергетические показатели системы управления и ее надежность. Приведены структуры многозонных регуляторов с «эстафетными» режимами работы и временные диаграммы их сигналов. Показан пример построения на основе многозонного регулятора переменного напряжения системы управления температурой в электронагревательной установке. При «эстафетном» режиме работы электронагревателей создается «вращающееся» тепловое поле, в результате чего снижается не менее чем в
3–5 раз неравномерность температуры по объему печи. Статья может быть интересна для специалистов, работающих в области информационной и силовой электроники, автоматизации технологических процессов и электропривода в целом.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Brylina O.G. [Evaluation of Quality of the Harmonic Signal Transmission in Multi-Zone Converters with Push-Pull Width-Pulse and Frequency-Width-Pulse Modulation]. Bulletin of the South Ural State Uni-versity. Ser. Power Engineering, 2014, iss. 14, no. 1, pp. 48–53. (in Russ.)
Tsytovich L.I., Dudkin M.M., Brylina O.G., Tyugaev A.V. Dynamics of Communication Lines with Pulse-Width and Pulse-Frequency-Width Data Carriers. Theory and Practice. Russian Electrical Engineering, 2014, vol. 85, iss. 4, pp. 183–191. DOI: 10.3103/S1068371214040117
Dobre O.A., Abdi A., Bar-Ness Y., Su W. Survey of Automatic Modulation Classification Techniques: Classical Approaches and New Trends. Communications, IET, 2007, vol. 1, iss. 2, pp. 137–156. DOI: 10.1049/iet-com:20050176
Tsytovich L.I., Brylina O.G., Dudkin M.M., Tyugay A.V., Lopuchova E.A. Analysis of Static Noise Stabi¬lity of the Communication Links with Width- and Frequency-Width-Pulse Carrier of Information. Sci-ence and Education: Materials of the IV International Research and Practice Conference, 2013, vol. 1, pp. 144–150.
Dudkin M.M., Tsytovich L.I., Brylina O.G. Spectral Characteristics of Scanning Converters with Pulse-Width and Pulse-Frequency-Width Modulations (PFWMs). Russian Electrical Engineering, 2013, no. 84 (10),
pp. 549–555. DOI: 10.3103/S1068371213100039
Brinkis K., Staltmanis A. The Automated Control of a Power System. Baltic Electrical Engineering Revier, 1997, no. 2(6), pp. 39–44.
Han B.-M., Bae B.-Y., Jeong Y.-S. Load Simulator with Power Recovery Capability Based on Voltage Source Converter-Iverter Set. IEE Proc. Elec. Power, 2006, 153, no. 6, pp. 891–897. DOI: 10.1049/ip-epa:20050461
Brylina O.G. Static and Dynamic Spectral Characteristics of Multi-Zone Integrate Converter with Fre-quency-Width-Pulse Modulation. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2013, iss. 13, no. 1, pp. 70–79. (in Russ.)
Tsytovich L.I., Brylina O.G. Mnogozonnyy integriruyushchiy regulyator peremennogo napryazheniya s
avtomaticheskim rezervirovaniem kanalov regulirovaniya [Multipoint Integrating AC Controller with Auto-matic Control Channel Backup]. RF Patent no. 2470360, appl. on 09/26/11; publ. on 12/20/15, Bul. no. 35. 17 р.
Wintrich A., Niсolai U., Tursky W., Reimann T., Kolpakov A. [Decrease in the Level of Dynamic Losses: “Soft” Switching and Snubbers]. Silovaya elektronika [Power Electronics], 2013, vol. 6, no. 45, pp. 58–64.
Yurkova N.K. (Ed.) Nadezhnost' i kachestvo: trudy mezhdunarodnogo simpoziuma [Reliability and Quality: the Proceedings of the International Symposium. Penza, Penza State University, 2006. vol. 2. 334 p.
Tsytovich L.I. Mnogozonnyy razvertyvayushchiy preobrazovatel' [Multi-Zone Sweeping Converter].
Patent USSR, no. 1336039, 1987.
Tsytovich L.I. Razvertyvayushchiy preobrazovatel' [Sweeping Converter]. Patent of the USSR,
no. 1446630, 1988.
Gusev V.G., Gusev YU.M. Elektronika i mikroprotsessornaya tekhnika: ucheb. dlya vuzov [Electrical and Microprocessor Engineering]. Moscow, Vyisshaya Shkola Publ. [Higher School Publ.], 2006. – 799 p.
Brylina O.G, Tsytovich L.I. Mnogozonnoe razvertyvayushchee preobrazovanie v sistemakh avtomati-zatsii tekhnologicheskimi protsessami: monografiya [Multi-Zone Sweeping Converting in the Process Auto-mation Systems]. Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2014. 202 p.
Tsytovich L.I., Tereshchina O.G., Dudkin M.M. Sistema upravleniya gruppoy elektroprivodov vod-nykh nasosov [System for Controlling a Group of Electric Motors of Water Pumps] RF Patent no. 2312452, 2007.
Tsytovich L.I., Brylina O.G., Dudkin M.M., Rahmatulin R.M., Tugaev A.V. [Frequency-Width-Pulse Thermoregulator of the Chamber Drier with Continuous Test of Insulation Resistance of Electrical Device]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2011, iss. 34, pp. 50–55. (in Russ.)
Brylina O.G. [AC Regulators with Frequency Width-Pulse Modulation]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2012, iss. 17, no. 16, pp. 26–30. (in Russ.)
German-Galkin S.G., Lebedev V.D., Markov B.A., Chicherin N.I. Tsifrovye elektroprivody s tran-zistornymi preobrazovatelyami [Digital Electric Drives with Transistor’s Converters]. Leningrad, Energoato-misdat. Publ., 1986. 248 p.
Senko V.I., Lebedenko S.A., Kalinichenko A.P., Fan Kuok Zung, Fan Huang Vin. [New Algorithm of Pulse-Width Modulation of Output Voltage of Three Phase Autonomous Inverter with Neutral Point]. Tekhnicheskaya elektrodinamika [Technical Electrodynamics ], 1994, no. 1, pp. 13–18. (in Russ.)
Bryant Angus Т., Wang Yalan, Finney Stephen J., Lim Tee Chong, Palmer Patrick R. Numerical Op-timization of an Active Voltage Controller for High-Power IGBT Converters. IEEE TRANS. Power Electron, 2007, vol. 22, no. 2, pp. 374–383. DOI: 10.1109/TPEL.2006.889895
Volovich, G.I. Skhemotekhnika analogovykh i analogovo-tsifrovykh elektronnykh ustroystv [Circuitry of Analog and Analog-to-Digital Electronic Devices]. Moscow, Dodeka-XXI Publ., 2005. 527 p.
Guerrero-Linares L., Sandoval-Ibarra F., Loo-Yau J.R. Non-Idealities in Analog Circuits Design: What Does it Really Mean? Circuits and Systems (MWSCAS), 2012 IEEE 55th International Midwest Sympo-sium, 2012, pp. 586–589.
Tsytovich L.I., Rakhmatulin R.M., Dudkin M.M., Brylina O.G., Tugaev A.V. The Integrating AC Regulator with Interval-Code Synchronization for Thermoregulating Systems. Science, Technology and High-er Education: Materials of the International Research and Practice Conference, 2012, vol. II, Westwood – Canada: Publishing Office Accent Graphics Communications, pp. 559–566.
Tsytovich L.I., Brylina O.G., Dudkin M.M., Tyugaev A.V. Chastotno-shirotno-impul'snyy regulyator peremennogo napryazheniya s simmetrirovannoy nagruzkoy [Frequency-Width-Pulse Controller of AC Volt-age with Balanced Load]. RF Patent, 2490685, no. 2012134225/08; appl. on 08/09/12; publ. on 08/20/13, Bul. no. 23. 13 p.
Dudkin M.M. Ustroystva i sistemy upravleniya silovymi ventil'nymi preobrazovatelyami dlya po-trebiteley s nestabil'nymi parametrami istochnika elektrosnabzheniya [Devices and Control Systems of Power Valve Inverters for Consumers with Unstable Power Supply]: Thesis of the Doctor of Technical Sciences, Chelyabinsk, 2014. 482 p.
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power160408
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.