Системи електроживлення локальних об’єктів з двонаправленими перетворювачами з м’якою комутацією

Abstract

Дисертація присвячена підвищенню енергоефективності систем електроживлення локальних об’єктів з накопичувачами енергії на базі акумуляторних батарей, до складу яких входять двонаправлені перетворювачі з живленням струмом. Проведено огляд особливостей та обрано складові системи електроживлення локальних об’єктів, синтезовано нову ієрархічну класифікацію перетворювачів постійної напруги, що живляться струмом, та мають режим м’якої комутації. Проаналізовано роботу базової повномостової та синтезовано низку нових топологій перетворювачів напруги, які мають меншу кількість силових ключів. На основі аналітичних розрахунків електромагнітних процесів у системах електроживлення з базовою та запропонованими топологіями визначено коефіцієнти передачі по напрузі та діапазони роботи, в яких забезпечується м’яка комутація силових ключів. Запропоновано новий метод оцінки перетворювачів постійного струму з м’якою комутацією для систем живлення локальних об’єктів зі зберіганням енергії в акумуляторах, який дозволяє провести оцінку у всьому діапазоні робочих режимів на основі трьох нормованих величин: параметрів навантаження первинного інвертора, високочастотного трансформатора та вторинного випрямляча. Оцінено ефективність запропонованої системи електроживлення локальних об’єктів у порівнянні з централізованою та комбінованою системами електроживлення. Розроблено розподілені системи електроживлення локальних об’єктів зі збереженням енергії в акумуляторних батареях з вихідною потужністю до 1 кВт на базі повномостового та запропонованих двонаправлених перетворювачів напруги зі зменшеною кількістю силових ключів, які рекомендовані до впровадження.