Исследование систем электропитания постоянного и переменного тока телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов с многозонным регулированием выходных параметров

Проект направлен на создание систем электропитания (СЭП) отечественных телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов (ТНПА), не уступающих по характеристикам лучшим мировым образцам и предназначенным для проведения исследований Мирового Океана на глубинах свыше 8 км. Актуальность исследований на таких глубинах объясняется громадными запасами углеводородов России в Арктике и необходимостью их скорейшего освоения, отсутствием современных отечественных глубоководных СЭП, необходимостью импортозамещения оборудования, используемого нашими исследователями в настоящее время, а также резким увеличением объемов исследований проводимых зарубежными конкурентами, особенно в Арктике. Научной проблемой является исследование систем электропитания (СЭП) телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов (ТНПА) с передачей электроэнергии на переменном и постоянном токе через кабель-трос на глубины свыше 8 км. Обеспечение большого диапазона предлагается обеспечивать за счет использования способов многозонного регулирования (МР) параметров электрической энергии и учета влияния параметров кабеля, величины и характера нагрузки, напряжения первичного источника питания. Новизна проекта заключается в том, что впервые в отечественной практике будут проведены исследования по созданию СЭП ТНПА, работающих на глубинах свыше 8 километров, реализующие оригинальные способы формирования и регулирования параметров электрической энергии. Выбор и выявление перспективных способов и схем преобразования параметров электрической энергии будет проведен на основе патентного анализа десятков и сотен патентов США, в соответствии с Международной патентной классификацией. Исследуемые способы многозонного регулирования напряжения постоянного и переменного тока основаны на разбиении полного диапазона регулирования на требуемое количество поддиапазонов - зон регулирования. Дискретное регулирование выходных параметров преобразователей осуществляется переключением из одной зоны в другую, а плавное способами широтно-импульсного регулирования внутри каждой зоны. Комплексность проведенных работ будет обеспечена за счет исследования полной структуры СЭП в составе первичного источника питания, входного фильтра, преобразователя с выходным напряжением постоянного или переменного тока, выходного фильтра, кабеля и нагрузки. В процессе исследований впервые будут получены следующие результаты: - СЭП ТНПА постоянного и переменного тока, предназначенные для эксплуатации на глубинах свыше 8 км; - требования, предъявляемые к СЭП, использующих кабель-трос длиной свыше 8 км; - перспективные направления развития преобразователей переменного напряжения в постоянное, переменного напряжения в переменное, постоянного напряжения в переменное и постоянного напряжения в постоянное; - зависимости диапазона регулирования и качественных характеристик выходных параметров преобразователей в функции количества и способа формирования дискретных зон, частоты промежуточного преобразования, длины кабеля и диапазона изменения параметров и характера нагрузки для СЭП постоянного и переменного тока; - качественные показатели и гармонический состав напряжения при широтно-импульсной и амплитудно-импульсной модуляции при дискретном квантовании по времени, по уровню и полном квантовании параметров ступеней; - способы многозонного регулирования выходного напряжения для систем электропитания постоянного и переменного тока; - алгоритмы работы силовых ключей для формирования дискретных диапазонов и количества ступеней в СЭП постоянного и переменного тока; - преимущество предлагаемых систем с многозонным регулированием выходных параметров; - исследования СЭП в статическом и динамическом режиме работы при активной, активно-индуктивной, активно-емкостной нагрузке и вентильной нагрузке; - создана методика проектирования СЭП ТНПА переменного и постоянного тока с многозонным регулированием