СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В

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1.2.2.
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1.2.3. . ......................... 30
1.2.4. . ............................................................................... 32
1.2.5. . ..................................................................... 33
1.2.6. N- . ...................................................................... 34
1- ………………………………………………………………………...40
2.

. ................................................................................... 41
3
2.2. . .......................... 51
2.3. . ......... 56
2.4. . ................... 58
2.5. () ........................................... 65
2.5.1. ......................... 66
2.5.2. ............................................................ 71
2- ………………………………………………………………………...75
3.
..................................... 76
3.1.
. ......................................................................................................................... 76
........................................................... 81
3.2.1.
............................................................ 81
3.2.2.
............................................................ 86
3.2.3. «Measurements»
……………………………………………...92
.................................................................. 97
3- …………………………………………………………………….…106
4
4.1. . ............................. 107
4.2. ......................
................................................................................................. 116
4.4. - ............................................................................... 121
4- ……………………………………………………………………….129
……………………………………………………………………………...130
........................................................................................................................ 134
3.1.
............................................. 150
.3.2.
............................................. 154
4 ......................................................................................................................... 162
. ................................................................................................................... 162
4.3. . ............................................................................................. 165
5

XXI – -
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[14 ].
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Mathcad, -
MatLab (Simulink/SimPowerSystems)
.
5 : 2
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2012-2014.
, 2013.
, 2014.
- . . -
, - ,
, 2013.

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[2, 4, 24, 30].
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[24, 37],
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IGBT, G . -

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[14, 34, 49,
56].
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.., .., .., .., .., ..,
.., .., . ., .., . ., -
. ., .., . .
15

( 0,65-0,7), -
[2,7]
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[24].

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(GTO, IGCT, SGCT .) -
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( 500-600 ).
-
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4
Rockwell Automation , , , -
16
. " ", ,
. Rockwell Automation -
97,5%.

(m=12, 18, 24), -
, [14,
21].
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[22, 56].
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[8, 14].
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[23,44].
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17
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[14,24] , -
-
[44,56] -
[40,44]. -
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[44], – -
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[11,15].
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[40]. -

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18
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[29,49].

19
[14,30].
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20
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[49,66,81,88].
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[17,62,69]:
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[11, 19, 41, 72]:
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-
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, -
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-
, ,
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.
(. 1.4. );
(.1.4. ) ( –
neutral point clamped inverter «NPC»);
«» , «»
(.1.4. ), (.1.4. ).
(10 – 40 ) -
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25
(. 1.5. , ).
a
b
c
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-
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(.1.5. ).
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31
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. [49,56, 69,86,89]
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. 1.8. .
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(E/3 2E/3 – ). -

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( ), , -
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33
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, , -
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, ,
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[52,56,69].
1.2.5. .
1.9.
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. -
, -
.
-
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-
(U/6, U/3, U/2, 2U/3). -
(U/3,
U/ , 2U/3). , , (-
) , -
,

. [49,56,69,86,89]
. 1.10. .
1.2.6. N- .
. ( -
) . N
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. ( ) -
. N- -
. 1.11 (), N-
.

, Ud/N. -
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35


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(. 1.11()), . -
- ( -
)
(
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-
.
, , . 1.12.
, .
-
. -
, , -
(N-1) Ud
. 3(N-1) -
N- .
[49,56,69,86,89]
, -
- ,

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. ,
, -
.
36
. 1.11. N- : ) -
; ) .

37
.
IGBT 4
1,2 4 .. -
97%,
– 97,5-98%. IGBT .
IGBT . , -
, 10-20 . -

.
.
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.
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.
38
. 1.14. -
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-
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.
-
.
.
,
[14,56,69,86,89].
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.
. .
39
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[22,47,49,52,61].
2.1.1. .
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. (, ,
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, ..
. -
- , , - -
. -
-
. , -
43
. -
.
n -
, m N+1 , -
. 2.1.

[18,59,61]. FKpq(t) -
, Uq, p . FKpq=1 ,
, Uq p, FKpq=0, Uq
. S ,
(.2.1) :
1 1 2 2
U FK t U FK t U FK t U
U FK t U FK t U FK t U
U FK t U FK t U FK t U m
(2.1)
U1, U2, …, Um .
(2.1) :
1 111 12 1
2 221 22 2
(2.2)

( ) ( )U FK t U t (2.3)
FK - . -
.
[17,18,59,61].
-
:
1
2
sin
U t t m
m
(2.4)
Um - , U1 Um. (2.3) ,
Um, ω m , -
FK - .
-
(-
).
FK(t) :
1
(2.5)
45
- ;
Umk - k - k = 1,2,3,..., ; - -
; - .
(2.4), (2.5) (2.2)
, , -
, ,
.

-
[18,31,50]:

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- .

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. ,
. , -
[41,43,47].
.
-
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(. 2.1) :
(2.7)

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, .. -
.

[18,28,43]:

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1 1

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;
, .. -

=1.0
-
(. 2.2).

.
47
n
n
n
k
k 3
k 1
3 k 3
3 k 3
3 k 3
48
,
.
2.1.2. .
, . 2.3. . -

[18,47,59,61].

[18] . 2.3. (q=1) , . 2.3. (q=3). -
(. 2.3. ) -
(2.12).
-

T
a b c U U U U K FK U (2.11)
K - ; U - -
; FK4- , :
1
1
1
)3/4sin(
)3/2sin(
sin
4
n
mn
n
mn
n
mn
tU
tU
tU
FK
nnU mn /)cos1(2 - n - n=
1,2,3,..., ; =2 / - .
(- )

1
1
1
cos
kkU mk /sin2 - k -
k=1,2,3,..., ; =t/k -
Sw-A (Sw-B, Sw-C ); =2q - ; q –
.
, ..
1U U (2.14)
-
[16]:
( ) 3 [1 ( 1) 2cos ]cos2 31
[1 ( 1) 2cos ]cos 31
1 [1 ( 1) 2cos ]cos(2 )
2 31 1
l
k
k l
/2 mdo UU - -
;
.

[18,47]:
(2.16)
50

(. 2.3. ) -
.

3 T
I Ia Ib Ic i i i i FK i (2.17)
, ..
.
4 T T
) ) )
.
, -

1 11
])sin[( 6
1 sin)(
l k
kkU mk sin2 - k- ;
3)]3cos()1(1[2 lA l
l - l- ; 22
csr AAA - -
( )c sarctg A A - :
2 2cos[( ) ] cos[( ) ] 3 3
sA l k l k
2 2 sin[(2 ) ] sin[( 2 ) ]
3 3 cA k l k l
2.2. .
-
, -
Mathcad 14 [18,47 ]. -
. 2.4.
. 2.5. -
Matlab Simulink.
(. 2.6.)
.
. 2.7. ,
- γ = 0,75; R = 20 ; L = 0,1 ; f = 1
.
52
)
)
)
. 2.4. R = 20 , L = 0,1 ,
f = 1 . ) γ = 0,25 ; ) γ = 0,75 ; ) γ = 1,0
53
54
)
)
)
. 2.6. R = 20 , L = 0,1 ,
f = 1 . ) γ = 0,25 ; ) γ = 0,75 ; ) γ = 1,0
55
)
)
)
. 2.7. γ = 0,75 , R = 20 , L = 0,1 , f = 1 .
) ; ) ; )
56
,
-
(. 2.3.), -

( ) (-
) , -
( ) [17,18,22,47].
. 2.8. -
.
) ;
) ; )
-

- -
,
.
-
-
.
-
-
:
1. (. 2.8 ) q = 1
, (-
) . (. 2.8 ) -

, - -
.
-
, - -
58
.
2. (. 2.8 )
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.
q = 1 -
, . -
-
. q 1 -
-
.
3. (. 2.8 )
. -
-
. -
-
. -
, .
2.4. .
-
. -
. -
(
– - – )

.
. , , -
. -

.
(IGBT-, GTO,IGCT-),
.
[14, 49, 56, 69, 89]:
max max ; b aS n U I (2.18)
n – , Ub max – -
( ), Ia max – -
.
[14, 49, 56]:
max max; b aS n U I (2.19)
,

, - .

[14, 49, 56]:
2;cS CU (2.20)
, , -
, ( -
).
[14, 49, 56]:
(2.21)
U11, I11 – , U2j, I2j – -
j- , J – -
.
(U,1max) -
60
– , m=1. -
.
:
) ;
.

:
,1max2 ;d U U (2.22)

. -
I max. ( -
) 12. :
max ,1max max12 24 ; d S U I U I (2.23)
. -
:
,1max4 ; d S U CU (2.24)
, -
.
, , -
, , .. .
:
d
U S I U I (2.25)
,
:
max ,1max max1,5 3 ;m d S U I U I (2.26)
61
,
,
. m
(m-2) -
[33,36].
,
, :
6( 1); n n m (2.27)
:
12( 1);n m (2.28)
1
(m-2).
. [7]:
; ( 1)
m (2.29)
i 1 (m-2) .
(m-1)
( ), , -
,
:
,1max2 ;d U U (2.30)
, , -
, ,
,
.
:
max ,1max max ,1max max
24( 1) 24 ;
U m S n I U I U I
m m (2.31)
, -
,
.
, , -
, (2.29). ,
.
:
222 2 2 ,1max2 2
1 1 1
m m m
m m (2.32)
m , ..
-
.
, (
)
.
) -
. ,
,
,
.
.
, .
, «».
- , , -
(U,1) -
.
63
.
( ) -
. -
, -
.
- -
-
:
-
, .. Ud, , ,
I max. S - :
1 max ,1max max3 24 24 ; d S S U I U I (2.34)
, , -
, , 2.33:
2 2
, ,
.
, , -
, .. . :
max ,1max max3 4 6 ; 2
d
U S I U I (2.36)

, -
-
( -
2.26):
max ,1max max3 1,5 4,5 ;m d S U I U I (2.37)
64
,
, -
. , ,
.
, -
- .
-
, . -
, , .. -
-
.
n - .
:
2 1;m n (2.38)
«» ( ) ,
«», , «» .
«» , -
. -

:
.
- :
1 max ,1max max3 24 24 ; d S n S nU I U I (2.40)
,
, -
, .. .
65
n
(2.41)
U S n I U I (2.42)
:
max ,1max max3 1,5 4,5 ;m d S n U I U I (2.43)
,
, ,
.
, -
- ,

( ). ,
.
-
.
.
2.5. ()
,
, -:
– , -
;
– .
,
,
, , -
.
-
, -
, , -
.
54149-2010.
[49,56,69,86,89]:
– UK ,
-
;
– , ( K )
( U ),
( ..K )
;

)()()( tutFtu dk ,
, -
)(tFk ,
- .
-
0,4 500 .
0÷400 . -
. -
30 ( IGBT-),

. -
( ) 1
.
67
« » ( ).
5÷10
. ,
20 5÷10 ,
,
.

)(tFk -
(. 2.9) [49,56,69,89]. -
, -
, [49,56,69,89].
. 2.9.

[49,56,69,89]:
– (
);
UK ,
, 15% [14,28].
-
[39,42,55,79].
-


2 2sinarcsin
2 )( tN
2T ; mR – . -
( ht ) (
:
– -2
)()( tVtr yA ; )()( tVtr yB ; )()( tVtr yC ; tKtV MyA sin)( ;
3
– -2
ttKtV MyA 3sin13,0sin)( ;
3
4 sin)( , (2.45)
)(tVyA , )(tVyB
, )(tVyC – A, B, C; MK – -
.

0,1),()( trtVifm yAA ; 0,1),()( trtVifm yBB ; 0,1),()( trtVifm ycC ,
hhTc1 hhTc2 (. 2.10).
hhhh TcTc 21
.
hT , .. hf .
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