Синтез повышающего преобразователя для имитатора нагрузок систем электроснабжения автономных объектов

Abstract

Статья посвящена синтезу повышающего преобразователя для имитатора, предназначенного для формирования нагрузок систем электроснабжения автономных объектов на основании математического описания преобразователя в виде системы дифференциальных уравнений. Выведены уравнения, позволяющие построить модель повышающего преобразователя, совмещающую силовую часть и систему управления и предназначенную для описания электромагнитных и информационных процессов в устройстве и применения в составе системы управления в качестве цифрового модуля. Модель преобразователя реализована в среде MATLAB Simulink в виде структурной схемы и может быть использована как непрерывная усреднённая, так и дискретная в зависимости от подаваемого на её вход управляющего сигнала – непрерывного или импульсного периодического с определённым значением скважности импульсов. Непрерывная усреднённая модель применяется для цифрового синтеза преобразователя, а дискретная – для проверки и испытаний повышающего преобразователя имитатора нагрузки. На основании построенной структурной схемы выведена передаточная функция преобразователя по его входному току с переменными параметрами, зависящими от скважности. Разработанный повышающий преобразователь обеспечивает ток нагрузки до 360 А с коэффициентом пульсаций входного тока, не превышаю- щим 0,6 %. Результаты исследований могут представлять интерес для специалистов в области силовой электроники, систем электроснабжения автономных объектов и систем управления. The paper deals with the synthesis of a boost converter for a simulator designed to form loads of power supply systems of autonomous objects based on the converter mathematical description in the form of a differential equations system. Equations that allow building a model of a boost converter that combines the power part and the control system are derived. This model describes the electromagnetic and information processes within the device and is implemented as a digital module within the control system of the converter. A block diagram of the model in MATLAB Simulink can be implemented as both continuous averaged and discrete. This depends on the control signal applied to the model input, i.e. continuous or pulse periodic with duty ratio D.The continuous averaged model is used for the digital synthesis of the converter, whereas discrete is employed to test the boost converter of the load simulator. A current transfer function of the converter with variable parameters depending on the duty ratio is derived. The developed boost converter provides the load current of up to 360 A. The ripple coefficient of the input current is under 0,6 %. The research results may be of interest to specialists in the field of power electronics, power supply systems of autonomous objects and control systems.