Registration Number
0824U001810, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
21-06-2024
popup.evolution
o
Title
Two-stage DC/AC converters of increased efficiency
Author
Yevhen Vasechko,
popup.head Euhene Sokol
popup.opponent Oleg M. Yurthenko
popup.opponent Oleksandr Plakhtii
popup.review Olga Kholod
popup.review Denis S. Krylov
popup.rada
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"
Description
1. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії (PhD) за спеціальністю 171 – Електроніка (17 – Електроніка та телекомунікації). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2024. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної задачі, пов’язаної з розробкою нових та удосконаленням існуючих схемотехнічних рішень і алгоритмів керування у DC-DC ступені перетворення та використання у DC-AC ступені спеціальних несинусоїдальних форм напруги. Мета роботи – поліпшення енергетичних та якісних характеристик двоступеневих перетворювачів напруги, а саме: зменшення потужності статичних втрат в активних елементах DC-DC перетворювача; компенсації пульсацій вхідного струму; зменшення маси та габаритів перетворювача; зменшення потужності динамічних втрат в активних елементах DC-АC перетворювача за рахунок використання несинусоїдальних форм напруг; зменшення коефіцієнта гармонік вихідної квазісинусоїдальної напруги при використанні несинусоїдальних форм при одно і трифазному виконанні DC-AC ступені перетворення. Об’єктом дослідження є процес перетворення енергії у двоступеневих DC/AC перетворювачах напруги. Предметом дослідження є схемотехнічні рішення, алгоритми роботи, несинусоїдальні форми напруг у двоступеневих DC/AC перетворювачах. За результатами дослідження отримано такі наукові результати: 1. Вперше запропоновано метод еквівалентного елемента для порівняння потужності статичних втрат у активних елементах DC-DC перетворювачів (MOSFET ключі, випрямні діоди) із принципово різною їх кількістю та робочими напругами у топологіях, який дозволяє забезпечити рівнозначність елементів і наблизити до реальних результати порівняльних оцінок. 2. Вперше проведено порівняльний аналіз потужності статичних втрат в активних елементах ізольованих DC-DC перетворювачів різних топологій, у тому числі з різним числом фаз комутації, в умовах діапазонної зміни вхідної напруги і з використанням метода еквівалентного елемента, що забезпечує адекватність порівняння топологій з різною кількістю активних елементів. 3. Вперше запропоновано та досліджено компенсаційний метод зниження низькочастотних пульсацій вхідного струму в одноконтурній системі стабілізації напруги у DC-DC перетворювачі у складі двоступеневої топології. Метод дозволяє простим алгоритмічним шляхом збільшити у перетворювачі вихідний опір на змінному струмі і цим зменшити низькочастотні пульсації вхідного струму та втрати потужності у DC-DC ступені перетворення. 4. Отримані залежності рівня вищих гармонік у спектрі вихідної напруги мостового інвертора від тривалості інтервалів комутації трапецеїдальної напруги у напівмостових перетворювачах з лінійною та синусоїдальною формою фронтів. Ці залежності дозволяють обрати оптимальну тривалість інтервалів комутації для отримання мінімального значення коефіцієнта гармонік вихідної напруги при одночасному зменшені потужності динамічних втрат у IGBT ключах при формуванні однофазної і трифазної квазісинусоїдальної напруги. Запропоновано нову аналітичну функцію спеціальної форми фронтів трапецеїдальної напруги, при застосуванні якої досягається повне придушення вищих гармонік і формується синусоїдальна напруга при одночасному зниженні потужності динамічних втрат. 5. Вперше запропоновано використання у однофазному мостовому DC-AC перетворювачі комплементарних форм з не синусоїдальними напругами у напівмостових перетворювачах при комбінованій модуляції, що дозволяє зменшити масогабаритні показники дроселя у вихідному фільтрі. Досліджені умови досягнення мінімального рівня динамічних втрат в елементах комутації при допустимому рівні синфазної завади. Результати дисертаційної роботи використані на НВП «Імпульс» (м. Запоріжжя) при розробці та виробництві двоступеневих DC/AC перетворювачів напруги з потужністю 1-10 кВт (акт про використання матеріалів дисертаційної роботи при виробництві перетворювачів від 21.02.2024 р., представлений у додатку дисертаційної роботи).
Registration Date
2024-05-06
popup.nrat_date
2024-05-06 / 2026-07-01
