Тема дипломной работы: Разработка модели регуляторов постоянного напряжения в источниках питания для проведения как лабораторных работ, так и для самостоятельного изучения и подготовки по дисциплине «Электропитание устройств и систем телекоммуникаций».

В силовой электронике широко применяются как регуляторы переменного, так и постоянного напряжения на основе силовых полупроводниковых приборов.

Регуляторами переменного напряжения называют преобразователи переменного напряжения в
регулируемое переменное напряжение с той же неизменной частотой. В отличие от громоздких и инерционных трансформаторных и автотрансформаторных современные регуляторы с применением силовых полупроводниковых приборов позволяют быстро и плавно изменять напряжение на нагрузке. Различаются несколько типов регуляторов переменного напряжения. В регуляторах с использованием устройства вольтодобавки последовательно с источником подключают дополнительный трансформатор. При этом с помощью встречно включенных тиристоров регулируется напряжение вольтодобавки.
Такой способ регулирования обычно применяется для стабилизации напряжения на нагрузке путем добавления или уменьшения напряжения в небольших пределах.

Нередко применяется регулятор с вольтодобавкой на базе автономного инвертора напряжения или тока, который называют регулятором с реактивным напряжением вольтодобавки. Если фазу напряжения на инверторе поддерживать сдвинутой на 90° относительно тока, то инвертор активную мощность от источника практически потреблять не будет.

Наибольшее применение в технике находят широтно-импульсные регуляторы переменного напряжения, которые требуют применения полностью управляемых тиристоров (GTO) или мощных биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT).

Отличительной особенностью регуляторов с широтно-импульсным способом регулирования является импульсный характер входного тока при непрерывном синусоидальном входном напряжении. Поэтому при индуктивном характере входного сопротивления источника необходимо применение входного LC-фильтра.

При многократных коммутациях с частотой в несколько килогерц форма тока в нагрузке будет непрерывной и практически синусоидальной. Широтно-импульсные регуляторы не вносят дополнительного сдвига фаз между током и напряжением первой гармоники на его входе. Этот сдвиг определяется только характером нагрузки, поэтому коэффициент мощности таких регуляторов достаточно высок. На переменном токе
различают повышающие и повышающе-понижающие регуляторы напряжения [1, 2]. При однократном за половину периода включении и отключении нагрузки от цепи переменного тока такие регуляторы называют выпрямителями с секторным регулированием [13]. В них используются тиристорно-диодные схемы с
искусственной коммутацией.

На электрической тяге постоянного тока для регулирования напряжения на тяговых двигателях традиционно применялись пусковые реостаты. При реостатном регулировании дополнительные потери достигают 30 % от потребляемой на тягу энергии. Кроме того, переключение пусковых резисторов сопровождается бросками тока.

Таблица 2.1
Обозначение электротехнических параметров
Параметр Обозначение Единицы
Time (время) second s (с)
Length (длина) meter m (м)
Mass (масса) kilogram kg (кг)
Energy (энергия) joule J (Дж)
Current (ток) ampere A (A)
Voltage (напряжение) volt V(B)
Frequence (частота) Hertz Hz (Гц)
Active power (активная мощность) watt W (Вт)
Apparent power (полная мощность) volt ampere VA(BA)
Reactive power (реактивная мощ-ность) var var (ВАр)
Impedance (импеданс) ohm (Ом)

Resistance (импеданс) ohm (Ом)

Inductance (индуктивность) henry H (Гн)
Capacity (емкость) farad F (Ф)
Flux linkage (поток сцепления) volt-second V-S (B-c)
Rotation speed (угловая скорость) radians per second rad/s (рад/с)

revolutions per minute rpm (пер/мин)
Torque (вращающий момент) newton- meter N-m (Нм)
Inertia (момент инерции) kilogram- (meter) kg-m2(Kr-M2)
Friction factor (коэффициент трения) newton- meter- second N-m-s (Н-м-с)

В этой таблице приведены лишь основные параметры и единицы изме-рения. Некоторые из них будут рассмотрены по мере описания моделей.