Разработка и исследование энергосберегающих регуляторов переменного напряжения с технически полной электромагнитной совместимостью с сетью и с потребителем

Проведен анализ, включающий обзор актуальных решений разрабатываемых регуляторов переменного напряжения; представлены новые топологии энергоэффективных преобразователей. Рассмотренные конвертеры включают малое число полупроводниковых ключей и реактивных элементов. Так, транзисторный регулятор переменного напряжения с двумя ключами может повышать выходное напряжение на 20% относительно входного, обеспечивая при этом высокое качество энергетических показателей. Также представлены модификации такого регулятора, а анализ математических моделей произведен с помощью прямого метода расчета алгебраизации дифференциальных уравнений. С помощью этого математического аппарата можно найти действующие значения всех токов и напряжений преобразователя. Особое внимание при этом уделено нахождению спектра коммутационной функции. По результатам расчетов выявлены все основные характеристики, такие как регулировочная, внешняя, зависимость коэффициента мощности от глубины модуляции. Также предлагаемые регуляторы были смоделированы в программе PSIM, в результате чего были построены характеристики, аналогичные рассчитанным. Достоверность расчетов была достигнута. Отмечено, что изменение напряжения достигнуто на всем диапазоне регулирования. Качество тока и напряжения преобразователя оценено через их коэффициенты гармоник. В рабочем режиме этот показатель не превысил 5%, что удовлетворяет ГОСТ 13109-97 и пришедшему ему на замену ГОСТ 32144-2013.