ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Предложен вариант построения адаптивной стартер-генераторной системы (СГС), в которой достигается синергетический эффект увеличения генерируемой мощности трехфазного переменного тока и повышения ее качества за счет применения тиристорного непосредственного преобразователя частоты с естественной коммутацией (НПЧ с ЕК) и транзисторного инвертора с высокочастотной широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), работающего в режиме активного фильтра и источника постоянного напряжения. Рассмотрены две топологии шестипульсных силовых схем НПЧ с ЕК для применения в составе СГС на базе шестифазного синхронного генератора с возбуждением от постоянных магнитов, выявлены их достоинства и определены недостатки. Предложена структурная схема системы управления НПЧ с ЕК, в основу построения которой положены принцип подчиненного регулирования и алгоритмы векторного управления во вращающейся системе координат. Введен контур по нулевой последовательности выходного напряжения, что расширяет рабочий диапазон мощности несимметричных нагрузок. Для рассмотренных топологий построения НПЧ с ЕК предложены схемы замещения по «скользящему» среднему выходного напряжения и тока, получены аналитические выражения для коэффициентов передачи преобразователей. Рассмотрены структурные схемы регуляторов контура тока и напряжения, приведена методика параметрического синтеза, определены области устойчивой работы. Выявлены отличия и общность в построении структур регуляторов для двух рассмотренных типов топологий силовых схем. Предложен один из возможных алгоритмов построения устройства раздельного управления для НПЧ с ЕК.

1. Патент № 2713390 Российская Федерация. Адаптивная стартер-генераторная система: № 2019115319: заявл. 20.05.2019: опубл. 05.02.2020, Бюл. № 4 / Дубкова Р.Ю., Харитонов С.А., Жарков М.А., Коробков Д.В.
2. Харитонов С.А. Электромагнитные процессы в системах генерирования электрической энергии для автономных объектов: монография. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. – 536 с.
3. Джюджи Л., Пелли Б. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 400 с.
4. Электромагнитные процессы в непосредственном преобразователе частоты с естественной коммутацией в составе стартер-генераторной системы летательного аппарата / С.А. Харитонов, Р.Ю. Сараханова, А.С. Харитонов, М.А. Жарков // Электропитание. – 2020. – № 4. – С. 35–46.
5. Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи (Основы промышленной электроники). Ч. 3. Цепи питания и управления ионных приборов: учебник для энергетических и электротехнических высших учебных заведений и факультетов. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1956. – 528 с.
6. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / О.В. Слежановский, Л.Х. Дацковский, И.С. Кузнецов, Е.Д. Лебедев, Л.М. Тарасенко. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 252 с.
7. Электромагнитные процессы в непосредственном преобразователе частоты с естественной коммутацией в составе стартер-генераторной системы летательного аппарата / М.А. Жарков, Р.Ю. Сараханова, С.А. Харитонов, А.В. Удовиченко // Альтернативная энергетика и экология. – 2024. – № 2. – С. 198–212. – DOI: 10.15518/isjaee.2024.02.198-212.
8. Erickson R.W. Fundamentals of power electronics. – New York: Plenum Publishers, 2001. – 883 p.
9. Булгаков А.А. Новая теория управляемых выпрямителей. – М.: Наука, 1970. – 320 с.
10. Грабовецкий Г.В. Некоторые вопросы динамики вентильных преобразователей частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией при совместном и раздельном управлении // Электричество. – 1975. – № 2. – С. 58–60.
11. Грабовецкий Г.В., Куклин О.Г., Харитонов С.А. Непосредственные преобразователи частоты с естественной коммутацией для электромеханических систем: учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. – 330 с.
12. Synthesis of circuit of regulation of current for buck DC-DC converter. Methodical aspect / I.O. Bessonov, S.A. Kharitonov, D.V. Makarov, M.A. Zharkov // 16th International conference of young specialists on micro/nanotechnologies and electron devices (EDM): proceedings. – Altai, Erlagol, 2015. – P. 391–396.
13. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. – М.: Наука, 1977. – 560 с.