Обеспечение электромагнитной совместимости бортовых источников вторичного электропитания подавлением сетевых импульсных помех и рациональной компоновкой силовых элементов – часть 3

Энергетика      Постоянная ссылка | Все категории

1норма по стандарту питания Европейского космического

агентства (ESA); 2 – расчетные значения, полученные на модели;

3 – экспериментальные данные

При сравнении видно, что расчетные значения модуля и фазового сдвига, полученные на имитационной модели качественно совпадают с экспериментальными данными, полученными при измерении выходного импеданса промышленного образца ИВЭП.

На частотной характеристике выходного импеданса (рисунок 14,а) следует выделить две характерные зоны:

− зона канала управления (диапазон частот от 10 Гц до 8 − 10 кГц), где значение модуля импеданса минимально и обусловлено быстродействием регулятора;

зона выходного фильтра (диапазон от 8 − 10 кГц до 45 − 50 кГц). Растущая ветвь определяется действием индуктивности выходного фильтра ИВЭП, падающая – его емкостью. Максимум модуля выходного импеданса приходится на точку параллельного резонанса выходных фильтров ячеек, а на более высоких частотах – последовательным резонансом цепииндуктивность выходного кабеля – емкость выходного фильтра”. В промежутке между резонансами сопротивление Zвых носит чисто емкостный характер.

В области высоких частот (диапазон от 45 − 50 кГц до 10 МГц) на величину модуля выходного импеданса существенное влияние оказывают паразитные параметры элементов фильтра и монтажа. В указанном диапазоне частот измерение импеданса проводится с использованием специальной высокочастотной нагрузки.

Поскольку амплитуда синусоидальной составляющей тока тест-сигнала с повышением частоты снижается, то в диапазоне частот от 50 кГц до 10 МГц выходной импеданс следует измерять анализатором спектра. Анализатор спектра позволяет точно настроиться на частоту тест-сигнала. Кроме того, он необходим для измерения собственных пульсаций выходного напряжения ИВЭП в частотной области.

Погрешность измерения модуля импеданса с использованием анализатора спектра (рисунок 15) рассчитывается как среднеквадратичная погрешность используемых средств измерения (анализатора спектра FSP 30, пробника напряжения и токосъёмника ТСР 303 совместно с усилителем ТСРА300)

дБ,

что соответствует 4,4 % при заданной погрешности не более 5 %.

Рисунок 15 − Измерение пульсаций напряжения ИВЭП и выходного

импеданса: 1 – испытуемый ИВЭП; 2токосъёмник ТСР 303;

3усилитель ТСРА300; 4 – управляемая нагрузка; 5 – пробник

напряжения; 6коммутатор каналов АК 11; 7анализатор спектра

Комплексное использование разработанных методик позволяет проводить измерение выходного импеданса энергопреобразующей аппаратуры бортовых СЭП и спектральный состав собственных пульсаций выходного напряжения в заданном диапазоне частот 10 Гц – 10 МГц в условиях воздействия помех, вызванных работой силовых ключей и при имитации реального тока нагрузки.

В приложениях приведены методика расчета LC-фильтров радиопомех в среде MathCAD с учетом паразитных параметров элементов и акты о внедрении результатов диссертационной работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы, представляющие решение задачи обеспечения электромагнитной совместимости бортовых ИВЭП с РЭА подавлением сетевых импульсных помех и рациональной компоновкой силовых элементов, заключаются в следующем:

1 Решена проблема защиты потребителей энергии мощностью до 3 кВт в судовой СЭС постоянного тока от ИКП длительностью до 4 мс, амплитудой до 1 кВ сверх текущего значения напряжения питания 160 – 360 В (патент РФ № 2 309 534). При этом 80 % энергии помех используется для питания защищаемого потребителя.

2 Разработан и внедрен в производство совмещенный фильтр, защищающий ИВЭП в низковольтных СЭС самолетов и вертолетов от ИКП нано – и микросекундной длительности амплитудой до ±600 В, перенапряжений секундной длительности амплитудой до 65 В и снижающий собственные кондуктивные помехи до заданных значений.

3 Получены расчетные соотношения для определения параметров входных RC – и LC-фильтров ИВЭП, обеспечивающих снижение амплитуды ИКП до требуемых значений.

4 Предложена новая методика расчета поля рассеяния силовых дросселей тороидальной конструкции на этапе проектирования ИВЭП.

5 Рекомендации, полученные по результатам исследования распределения напряженности магнитного и электрического полей в ближней зоне, позволяют снизить помехоэмиссию электромагнитных элементов не менее чем на 20 дБ и на 10 – 15 дБ силовых транзисторов и диодов.

6 Разработана методика измерения амплитуды и спектрального состава пульсаций напряжения и выходного комплексного сопротивления ИВЭП бортовых систем электропитания в диапазоне частот от 10 Гц до 10 МГц, имеющая практическое значение для обеспечения внутрисистемной электромагнитной совместимости аппаратуры ракетно-космической техники.

Опубликованные работы по теме диссертации

1. Шкоркин В. В., Потапов А. Т., Селяев А. Н. Устройство защиты радиоэлектронной аппаратуры от импульсных коммутационных помех в бортовых сетях постоянного тока // Известия ТПУ, 2006. Т. 309, № 1. С. 173 – 175.

2. Шкоркин В. В., Селяев А. Н. Способ защиты электроприемников от импульсных коммутационных помех по цепям питания // Электромеханические преобразователи энергии: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. (Томск, 20 – 22 октября 2005 г.). Томск: ТПУ, 2005. С. 334 – 337.

3. Шкоркин В. В., Гребенев И. Е., Селяев А. Н. Паразитные излучения в однотактном обратноходовом преобразователе напряжения и способы снижения радиопомех от него // Электромагнитная совместимость технических средств и электромагнитная безопасность «ЭМС 2006»: Сб. докл. Девятой рос. науч.-техн. конф. (Санкт-Петербург, 20 – 22 сентября 2006 г.). СПб: ВИТУ, 2006. С. 355 – 359.

4. Гаврилов А. М., Шкоркин В. В., Селяев А. Н. Влияние электромагнитных элементов импульсного преобразователя напряжения на уровень излучаемых радиопомех // Энергетика: экология, надежность, безопасность: Сб. докл. 12-й Всерос. науч.-техн. конф. (Томск, 6 – 8 декабря 2006 г.). Томск: ТПУ, 2006. С. 121 – 123.

5. Шкоркин В. В., Потапов А. Т. Источник питания для оптоволоконного гироскопа // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. Новосибирск: Наука, 2007. С. 116 – 120.

6. Шкоркин В. В., Потапов А. Т. Защита от перенапряжений в низковольтных сетях питания // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. Новосибирск: Наука, 2007. С. 139 – 143.

7. Шкоркин В. В. Выбор конструкции магнитопроводов трансформаторов на ферритах с учетом электромагнитной совместимости // Научная сессия ТУСУР-2007: Материалы докл. Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Тематический выпуск «Системная интеграция и безопасность» (Томск, 3 – 7 мая 2007 г.). Томск: В-Спектр, 2007. Ч. 4. С. 106 – 108.

8. Шкоркин В. В. Снижение помехоэмиссии от транзисторов конструкторскими средствами // Научная сессия ТУСУР-2007: Материалы докл. Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Тематический выпуск «Системная интеграция и безопасность» (Томск, 3 – 7 мая 2007 г.). Томск: В-Спектр, 2007. Ч. 4. С. 108 – 110.

9. Шкоркин В. В., Селяев А. Н. Диаграммы направленности излучений от дросселей и трансформаторов с магнитопроводами из Мо-пермаллоя в импульсных источниках питания // Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии: Тр. II Всерос. науч.-тех. конф. с междунар. участием. (Тольятти, 16 – 18 мая 2007 г.). Тольятти: ТГУ, 2007. Ч. 1. С. 358 – 361.

10. Шкоркин В. В. Рациональная компоновка как способ снижения помехоэмиссии от импульсных источников вторичного электропитания // 7-й Междунар. симп. по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии: Тр. симпозиума (Санкт-Петербург, 26 – 29 июня 2007 г.). СПб: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2007. С. 58 – 61.

11. Шкоркин В. В. Снижение излучаемых радиопомех от трансформаторов в бортовых источниках вторичного электропитания // Электромеханические преобразователи энергии: Материалы междунар. науч.-тех. конф. (Томск, 17 – 19 октября 2007 г.). Томск: ТПУ, 2007. С. 196 – 199.

12. Гаврилов А. М., Шкоркин В. В., Селяев А. Н. Улучшение качества выходного напряжения импульсного преобразователя энергии системы электропитания автономного объекта // Научная сессия ТУСУР-2008: Материалы докл. Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых: В 5 ч. (Томск, 5 – 8 мая 2008 г.). Томск: В-Спектр, 2008. Ч. 2. С. 322 – 325.

13. Шкоркин В. В., Селяев А. Н. Методика измерения выходного импеданса импульсных стабилизаторов напряжения // Научная сессия ТУСУР-2008: Материалы докл. Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых: В 5 ч. (Томск, 5 – 8 мая 2008 г.). Томск: В-Спектр, 2008. Ч. 2. С. 325 – 327.

14. Шкоркин В. В. Методика измерения пульсаций напряжения в частотной области // Электромагнитная совместимость технических средств и электромагнитная безопасность «ЭМС 2008»: Сб. докл. Десятой рос. науч.-техн. конф. (Санкт-Петербург, 24 – 26 сентября 2008 г.). СПб: ВИТУ, 2008. С. 474 – 477.

Энергетика      Постоянная ссылка | Все категории
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника