AVERAGED MODEL OF A BOOST–TYPE PULSE DC CONVERTER

Dmitriy Alekseevskiy; Olena Mikhailutsa; Andriy Pozhuyev

Автор(и)

Dmitriy Alekseevskiy Engineering Institute of Zaporizhzhya National University, Україна https://orcid.org/0000-0002-5787-6092
Olena Mikhailutsa Engineering Institute of Zaporizhzhya National University, Україна https://orcid.org/0000-0003-2935-7997
Andriy Pozhuyev Engineering Institute of Zaporizhzhya National University, Україна https://orcid.org/0000-0002-4083-5139

Ключові слова:

імпульсний перетворювач постійної напруги, візуальне моделювання, адекватність математичної моделі

Анотація

Актуальність теми дослідження. У статті розглядаються питання синтезу та застосування математичної моделі імпульсного перетворювача постійної напруги підвищуючого типу, який знайшов достатньо широке застосування в сучасних електротехнічних пристроях і комплексах.

Постановка проблеми. Моделювання електротехнічних комплексів, що мають у своєму складі напівпровідникові перетворювачі спільно з електромеханічними, термодинамічними й іншими відносно повільними процесами, постає перед проблемою значного збільшення часу моделювання. Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є застосування математичного опису напівпровідникового перетворювача в усереднених, за період роботи напівпровідникового ключа, величинах.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. У публікаціях на цю тему за останні кілька років запропоновані усереднені моделі перетворювачів постійної напруги всіх основних типів. Розглядаються, як режими безперервного, так і переривчастого струму.

Виділення недосліджених частин загальної проблеми. В описаних у публікаціях моделях режими безперервного й переривчастого струму розглядаються як окремі моделі, в яких використовуються ідеальні напівпровідникові ключі. Крім того, питанням адекватності застосовуваних моделей не приділено достатньо уваги.

Постановка завдання. Завданням цієї роботи є синтез усередненої математичної моделі імпульсного перетворювача постійної напруги підвищувального типу, яка враховувала б вплив прямих падінь напруги на елементах схеми в режимах безперервного й переривчастого струму, а також оцінка адекватності застосування усередненого підходу.

Виклад основного матеріалу. У роботі наведено опис усередненої математичної моделі імпульсного перетворювача постійної напруги підвищуючого типу, що враховує прямі падіння на елементах схеми і забезпечує моделювання як у режимі безперервного, так і переривчастого струму. Для підтвердження працездатності та оцінки його запропонованої моделі в роботі було проведено спільне імітаційне моделювання за допомогою запропонованої та еталонної (схемної) моделі й наведено його порівняльний аналіз.

Висновки відповідно до статті. Результати порівняльного аналізу підтвердили адекватність запропонованої моделі і виявили причину виникнення похибки в режимі переривчастого струму, а також визначили її причину

Посилання

Andriyanov, A. I., Malakhanov, A. A. (2006). Mathematical modeling of the dynamics of a pulse type up-converter. Bulletin of the Bryansk State Technical University, 1(9), 61–69 [in English].

Belov, G. A. (2008). Structural models and the study of the dynamics of pulse converters. Electricity, 4, 40–49 [in English].

Belov G. A., Malinin A. V., Pavlova A. A. (2008). Structural dynamic models and frequency method for the synthesis of dual-circuit control systems of pulse converters. Power Electronics, 3, 98–106 [in English].

Belov, G. A., Serebryannikov, G. V., Semenov, Yu. M. (2013). Averaged structural dynamic models of an inverting pulse converter. Practical power electronics, 4(52), 28–35 [in English].

Kapustin, I. V., Lukashenkov, A. V. (2013). Structural dynamic models and frequency method for the synthesis of dual-circuit control systems of pulse converters. News of TSU. Technical science, 2, 126–135 [in English].

Andriyanov, A. I., Krasnov, N. A. (2013). Mathematical modeling of pulse voltage converters with nonlinear external characteristic. Current Issues of Technical Sciences: Proceedings of the II Intern. scientific conf. (pp. 28–31). Perm: Mercury [in English].

Mezhakov O. G. (2015). Mathematical model of the down-converter voltage. Young scientist, 5, 171–176 [in English].

Belov, G. A. (2015). Linearization of averaged structures of dynamic models of pulsed DC converters in the discontinuous current mode. Electricity, 9, 55–64 [in English].

German-Galkin, S. G. (2001). Computer simulation of semiconductor systems. St. Petersburg [in English].

Chernykh, I. V. (2008). Simulation of electrical devices in MatLab, SimPowerSystems and Simulink. Moscow: DMK Press; SPb: Piter [in English].