РЕЗОНАНСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ИНДУКТИВНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ : РЕЗОНАНСНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ПОСТІЙНОЇ НАПРУГИ ДЛЯ БЕЗКОНТАКТНОЇ ІНДУКТИВНОЇ ПЕРЕДАЧІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Краткое описание

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КОРАБЛЕСТРОЕНИЯ ИМЕНИ АДМИРАЛА С.О.МАКАРОВА

На правах рукописи

Щербинин Тимофей Владимирович

УДК 621.314.58

РЕЗОНАНСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ИНДУКТИВНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Специальность 05.09.12 – Полупроводниковые преобразователи электроэнергии

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук

Научный руководитель
Павлов Геннадий Викторович
доктор технических наук, профессор

Николаев – 2013

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ 6
СПИСОК ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 8
ВВЕДЕНИЕ 10
РАЗДЕЛ 1. РЕЗОНАНСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ИНДУКТИВНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ОСОБЕННОСТИ ИХ РЕГУЛИРОВАНИЯ 20
1.1. Тенденции развития и области применения систем бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии 20
1.2. Особенности топологий резонансных преобразователей для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии 27
1.2.1. Структура плоских трансформаторов для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии 27
1.2.2. Схемы резонансных преобразователей для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии 30
1.3. Способы регулирования выходных величин резонансных преобразователей 34
1.4. Число-импульсное регулирование с подстройкой фазового сдвига между напряжением инвертора и резонансным током в первичном контуре………………………………………………………………………...41
Выводы к первому разделу 48
РАЗДЕЛ 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В МАГНИТНОЙ СИСТЕМЕ И СИЛОВОЙ ЧАСТИ РЕЗОНАНСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ 49
2.1. Математическое описание магнитной системы резонансного преобразователя для бесконтактной передачи электроэнергии 49
2.1.1. Определение собственных и взаимной индуктивностей обмоток трансформатора 49
2.1.2. Переход к Т-образной схеме замещения трансформатора 54
2.1.3. Расчет энергетических параметров трансформатора 56
2.2. Математическое описание электромагнитных процессов в силовой части преобразователей 59
2.2.1. Последовательности фазовых сочетаний и схемы замещения резонансных преобразователей для бесконтактной передачи электроэнергии 59
2.2.2. Уравнения состояния силовой части резонансного преобразователя с последовательным подключением конденсаторов первичного и вторичного контуров 64
2.2.3. Уравнения состояния силовой схемы резонансного преобразователя с параллельным подключением конденсатора вторичного контура 72
2.2.4. Определение времени задержек и величин фазовых сдвигов 83
2.2.5 Математическая модель резонансного преобразователя с последовательным подключением конденсаторов первичного и вторичного контуров при число-импульсном регулировании с подстройкой фазового сдвига 86
2.2.6 Математическая модель резонансного преобразователя с параллельным подключением конденсатора вторичного контура при число-импульсном регулировании с подстройкой фазового сдвига 91
2.2.7. Расчет энергетических параметров преобразователя 96
Выводы ко второму разделу 103
РАЗДЕЛ 3. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЗОНАНСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ИНДУКТИВНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 105
3.1. Анализ характеристик магнитной системы резонансного преобразователя для бесконтактной передачи электроэнергии 105
3.2. Анализ статических, динамических и энергетических характеристик резонансных преобразователей для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии 112
Выводы к третьему разделу 125
РАЗДЕЛ 4. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ РЕзОНАНСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ИНДУКТИВНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 126
4.1. Алгоритм работы системы управления резонансными преобразователями для бесконтактной передачи электроэнергии 126
4.2. Имитационная модель преобразователя для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии 129
4.3. Имитационная модель аккумуляторной батареи 135
4.4. Обучение нейросетевых элементов системы управления 140
4.5. Анализ результатов моделирования преобразователя 146
4.6. Конечно-элементное моделирование магнитной системы 149
Выводы к четвертому разделу 154
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 155
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 159
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Аналитические соотношения для взаимной индуктивности и дополнительной собственной индуктивности катушек трансформатора для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии 183
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Параметры искусственных нейронных сетей, входящих в систему управления резонансным преобразователем для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии 195
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Результаты конечно-элементного моделирования магнитной системы резонансного преобразователя для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии 201
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Внешний вид экспериментального резонансного преобразователя для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии и характерные осциллограммы 206
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Акты внедрения результатов диссертационной работы 208

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

БПЭ – бесконтактная передача электроэнергии;
БИПЭ – бесконтактная индуктивная передача электроэнергии;
ДТ – датчик тока;
ИА – измеритель амплитуды;
ИНС - искусственная нейронная сеть;
ИНС ОВТ – искусственная нейронная сеть для оценки величины выходного тока преобразователя;
КПД – коэффициент полезного действия;
ЛЧХ – логарифмическая частотная характеристика;
МАБ – модель аккумуляторной батареи;
НО – нуль-орган, датчик, регистрирующий переход резонансного тока в контуре через нулевое значение;
РП – резонансный преобразователь;
ПФ – передаточная функция;
ПФС – последовательность фазовых сочетаний;
ПИД – пропорционально-интегрально-дифференциальный;
СО – стартовый одновибратор;
УССЧ – устройство сопряжения с силовой частью;
УФСИ – устройство формирования синхроимпульсов;
ФМ – фазовый модулятор;
ШИМ – широтно-импульсная модуляция;
ЭДС – электродвижущая сила;
ЭМС – электромагнитная совместимость;
Cr (circulation) - фаза преобразования, в которой происходит рассеяние энергии, накопленной в резонансной цепи, на параллельный компенсирующий конденсатор вторичного контура;
Ds (dissipation) – фаза преобразования, в которой происходит рассеяние энергии, накопленной в резонансной цепи, на нагрузку;
Fr (forward) – фаза преобразования, в которой происходит прямая передача энергии из входного источника в резонансную цепь и нагрузку;
Rv (reverse) – фаза преобразования, в которой происходит передача энергии, накопленной в резонансной цепи, во входной источник и нагрузку.

СПИСОК ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АFr, АRv, АDs, АCr – матрицы, описывающие топологию цепи;
BFr, BRv, BDs, BCr – матрицы, описывающие подключение источника и противо-ЭДС нагрузки к резонансной цепи;
CFr, CRv, CDs, CCr – матрицы, описывающие подключение нагрузки к резонансной цепи;
– емкости резонансных конденсаторов первичного и вторичного контуров;
– эквивалентная ЭДС входного источника РП;
– противо-ЭДС нагрузки РП;
– малые возмущения вектора ЭДС;
– частота резонансных колебаний;
– ток намагничивания;
– ток в первичном и вторичном резонансных контурах;
– ток в нагрузке;
k – коэффициент связи трансформатора;
– индуктивности рассеяния первичной и вторичной обмоток трансформатора для БИПЭ;
– собственные индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора для БИПЭ;
– индуктивность намагничивания трансформатора для БИПЭ;
М – взаимная индуктивность катушек трансформатора для БИПЭ;
– общее количество импульсов управления (полупериодов резонансных колебаний) за период преобразования;
– количество импульсов управления (полупериодов резонансных колебаний) в фазе преобразования Ds (для последовательно-последовательного-РП);
– количество импульсов управления (полупериодов резонансных колебаний), в фазах преобразования Ds и Cr (для последовательно-параллельного-РП);
– количество импульсов управления (полупериодов резонансных колебаний) в фазах преобразования Fr и Rv;
– относительная эквивалентная противо-ЭДС нагрузки;
– суммарные активные сопротивления первичного и вторичного резонансных контуров;
– период резонансных колебаний;
– напряжение на резонансных конденсаторах;
– выходное напряжение инвертора;
x(t) – вектор состояния РП;
– малые возмущения вектора состояния РП;
y(t) – управляемая координата РП;
– малые возмущения выходной координаты РП;
δ – глубина скин-слоя;
– волновое сопротивление резонансного контура;
– угловая частота резонансных колебаний.

ВВЕДЕНИЕ

За последние несколько лет стремительно возросло количество автономных электронных устройств малой и средней мощности, требующих постоянного электропитания или периодической подзарядки аккумуляторных батарей. Применение традиционных кондуктивных интерфейсов электропитания уменьшает надежность таких устройств по причине наличия трущихся контактов. Особенно уязвимы к поломкам миниатюрные разъемы мобильных телефонов и планшетных компьютеров. В некоторых случаях, например, при питании искусственного сердца и других имплантантов использование проводной связи крайне нежелательно либо невозможно. Поэтому в настоящее время активно развиваются системы бесконтактного электропитания, использующие индуктивную или емкостную связь для передачи электроэнергии расстояния от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров.
Акутальность темы. Устройства для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии представляют собой полупроводниковые преобразователи, содержащие магнитные системы с большим воздушным зазором. Эти устройства используются в различных отраслях промышленности, в том числе для непрерывного электропитания вращающихся частей радаров, сервоприводов звеньев манипуляторов, двигателей промышленного и пассажирского электротранспорта, зарядки аккумуляторов автономных подводных роботов и электромобилей, питания кардиоимплантантов. Исследования в области повышения эффективности индуктивных зарядных устройств для электромобилей с большим воздушным зазором получили поддержку правительств Евросоюза, Японии, США и других стран [122, 144, 149, 156, 171, 173]. В рамках программы Евросоюза по экологизации транспорта Green Car Initiative действуют исследовательские и внедренческие программы EVIAC (Electric Vehicle Inductive Automatic Charging) и “Gröna bilen”, суммарное финансирование которых составляет более 50 млн. евро.
Магнитные системы устройств для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии с большим воздушным зазором характеризуются малой индуктивностью намагничивания и большими индуктивностями рассеяния. Поэтому для достижения высокой эффективности необходимо использование резонансных преобразователей постоянного напряжения. Использование резонансных преобразователей в данном случае не только позволяет снизить коммутационные потери, повысить частоту преобразования и КПД и улучшить условия электромагнитной совместимости, но и эффективно компенсировать влияние индуктивностей рассеяния, что позволяет достигнуть высокой выходной мощности преобразователя при большом воздушном зазоре. Но при использовании традиционных способов регулирования – частотного и широтного – наблюдаются следующие негативные эффекты. Изменения рабочей частоты, ширины импульсов и параметров резонансного контура приводят к ухудшению условий коммутации, увеличению амплитуд несинусоидальных составляющих резонансного тока, повышению уровня электромагнитных помех в воздушном зазоре и увеличению потерь. При глубоком регулировании может произойти существенное снижение КПД передачи, а также повышается чувствительность магнитной системы к плоскопараллельному смещению катушек магнитной системы и изменениям величины воздушного зазора. Все эти недостатки сохраняются и при использовании совмещенных способов регулирования.
Главная обратная связь в системе управления преобразователем для бесконтактной передачи электроэнергии может быть организована лишь с помощью беспроводного канала связи. При этом в систему управления вносится запаздывание, равное времени передачи, кодирования и декодирования сигнала. К тому же, беспроводная связь будет подавляться достаточно мощными помехами, возникающими при бесконтактной передаче энергии.
Поэтому необходимо введение комплекса мер, направленных на снижение чувствительности преобразователей для бесконтактной передачи электроэнергии к изменениям параметров магнитных систем, повышение их энергоэффективности, обеспечение быстродействия и помехоустойчивости систем управления преобразователями. В частности, целесообразно использование число-импульсного способа регулирования с подстройкой фазового сдвига, при котором преобразователь работает на резонансной частоте во всем диапазоне регулирования, а синхронизация процессов в системе управления и силовой части обеспечивается даже в условиях изменения параметров магнитной системы преобразователя.
Таким образом, дальнейшее развитие теории резонансных преобразователей со звеном повышенной частоты и магнитной системой с большим воздушным зазором на основе исследования электромагнитных процессов в их силовых цепях при число-импульсном регулировании с подстройкой фазового сдвига является актуальным.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Научно-исследовательская работа по теме диссертации проводилась в соответствии с тематическими планами научно-исследовательских работ, финансирующихся из средств госбюджета Министерства образования и науки, молодежи и спорта Украины на 2010 2013 г. по направлению 06 “Перспективные информационные технологии, приборы комплексной автоматизации"; в соответствии с комплексными программами энергосбережения в Николаевской области на период 2010 2013 г.; в соответствии с НИР «Перетворювачі постійної напруги на основі резонансних інверторів для суднових систем автоматики та спеціальних систем» № 0104U003097 и «Розробка екологічно безпечної технології екопірогенезісу для утилізації органічних відходів та низькосортного вугілля з отриманням альтернативних видів пального» № 0111U009084.
Цель и задачи научного исследования. Целью диссертационной работы является развитие теории резонансных преобразователей для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии (РП БИПЭ) с число-импульсным регулированием с подстройкой фазового сдвига, обеспечивающим высокие энергетические показатели преобразователей в широком диапазоне регулирования и малую их чувствительность к изменениям параметров магнитной системы.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
– определение возможных последовательностей фазовых сочетаний (ПФС) эквивалентных ЭДС источника и нагрузки РП БИПЭ различных топологий с число-импульсным регулированием с подстройкой фазового сдвига, позволяющих обеспечить глубокое регулирование выходного тока преобразователя;
– развитие математических моделей ПРП с число-импульсным регулированием в части описания электромагнитных процессов, протекающих в течение одной полуволны колебаний при передаче энергии в контур и рассеянии энергии, и в части расчета значений вектора состояния после определенного числа полуволн резонансных колебаний, за счет введения соотношений, учитывающих характерные особенности магнитной системы и законы изменения напряжения на резонансном контуре, что позволяет с высокой точностью исследовать электромагнитные процессы в силовой части многоконтурных РП БИПЭ, а также оценить энергетические параметры многоконтурных РП при число-импульсном регулировании;
– определение зависимостей величины среднего входного и выходного тока от количества полупериодов резонансных колебаний при передаче энергии в контур и рассеянии энергии, величины питающего напряжения и параметров резонансного контура, позволяющих оценить энергетические параметры преобразователя в широком диапазоне регулирования;
– определение зависимостей величины выходной мощности и КПД преобразователей от количества полупериодов резонансных колебаний при передаче энергии в контур и рассеянии энергии, величины питающего напряжения и параметров резонансного контура, позволяющих сделать вывод об эффективности число-импульсного регулирования РП БИПЭ;
- получение динамических моделей РП БИПЭ в виде передаточных функций для малых возмущений, обусловленных флуктуациями питающего напряжения, позволяющих оценить влияние его нестабильности на качество стабилизации выходного тока, а также определить степень необходимости введения дополнительного контура регулирования по компенсации возмущающего воздействия;
– обучение нейросетевых элементов интеллектуальной системы управления РП БИПЭ, позволяющих осуществлять программное регулирование выходного тока по внутренней модели при бесконтактной индуктивной передаче электроэнергии.
Объектом исследования являются электромагнитные процессы в полупроводниковых преобразователях (ПП) электроэнергии на основе схем с коммутацией цепей, содержащих резонансные контуры из реактивных элементов и трансформаторы с малым коэффициентом связи.
Предметом исследования являются преобразователи постоянного напряжения на основе резонансных инверторов для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии с число-импульсным регулированием.
Методы исследования. При решении поставленных задач использовались: метод пространства переменных состояния для получения математических моделей, преобразование Лапласа для определения передаточных функций РП для малых возмущений, обусловленных флуктуациями входного напряжения, методы физического и математического моделирования.
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:
- впервые установлены законы изменения напряжения на резонансном контуре преобразователей для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии последовательно-последовательной и последовательно-параллельной топологий с число-импульсным регулированием с подстройкой фазового сдвига, позволившие обеспечить глубокое регулирование выходного тока преобразователя;
- усовершенствована математическая модель ПРП с число-импульсным регулированием в части описания электромагнитных процессов, протекающих в течение одной полуволны колебаний при передаче энергии в контур и рассеянии энергии, и в части расчета значений вектора состояния после определенного числа полуволн резонансных колебаний, за счет введения соотношений, учитывающих характерные особенности магнитной системы и законы изменения напряжения на резонансном контуре, что позволило с высокой точностью исследовать электромагнитные процессы в силовой части многоконтурных РП БИПЭ, а также оценить энергетические параметры многоконтурных РП при число-импульсном регулировании;
- впервые получены аналитические соотношения, связывающие выходной ток преобразователя с противо-ЭДС нагрузки, параметрами контура и управляющей величиной, которые позволили обучить нейросетевой предиктор выходного тока для системы управления преобразователем, реализующей программное управление по внутренней модели;
– впервые получены передаточные функции РП БИПЭ с число-импульсным регулированием для малых возмущений, обусловленных флуктуациями входного напряжения, позволяющие оценить влияние его нестабильности на качество стабилизации выходного тока;
- впервые установлены закономерности изменения выходной мощности и мощности потерь РП для бесконтактной передачи электроэнергии при изменении частоты преобразования, величины воздушного зазора между катушками бесконтактной передачи, величины ошибки позиционирования и числа полуволн резонансных колебаний во время передачи энергии в контур, которые позволили оценить чувствительность РП БИПЭ к изменениям параметров магнитной системы в процессе эксплуатации, а также установить характер изменения КПД преобразователя в широком диапазоне регулирования.
Практическое значение полученных результатов заключается в следующем:
- предложенная автоматическая подстройка фазового сдвига между напряжением на выходе инвертора и резонансным током в первичном контуре резонансного преобразователя для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии при число-импульсном регулировании выходного тока позволила обеспечить синхронизацию процессов в системе управления и силовой части преобразователя в условиях изменения параметров магнитной системы;
– выделенные последовательности фазовых сочетаний эквивалентных ЭДС источника и нагрузки РП БИПЭ с число-импульсным регулированием позволяют обеспечить глубокое регулирование выходного тока преобразователя с минимальными коммутационными потерями и близкими к линейным регулировочными характеристиками;
– математические модели РП БИПЭ с число-импульсным регулированием позволяют провести исследование электромагнитных процессов в силовой части преобразователя, снизить трудоемкость и автоматизировать расчеты статических и динамических характеристик;
– зависимости величин среднего входного и выходного тока от количества полупериодов резонансных колебаний при передаче энергии в контур и рассеянии энергии, величины питающего напряжения и параметров резонансного контура позволяют оценить энергетические параметры преобразователя в широком диапазоне регулирования и определить степень чувствительности преобразователя к изменениям параметров магнитной системы;
– разработанная интеллектуальная систем управления с нейросетевыми элементами обеспечивает решение задач управления в режиме реального времени в соответствии с рабочими частотами РП БИПЭ.
Результаты диссертационной работы использованы при разработке промышленных образцов преобразователей для бесконтактной зарядки аккумуляторов взрывозащищенных индивидуальных осветительных приборов (ООО “СКБ Теплотехника", г. Николаев). Теоретические результаты диссертации использованы в учебном процессе Национального университета кораблестроения в курсах лекций “Компьютеризированное проектирование цифровых электронных схем", "Силовые полупроводниковые устройства автоматики" и при выполнении дипломного и курсового проектирования.
Личный вклад соискателя в разработку новых научных результатов, которые выносятся на защиту: анализ особенностей энергообмена в РП БИПЭ различных топологий и определение возможных ПФС эквивалентных ЭДС источника и нагрузки при число-импульсном регулировании; дополненные математические модели РП БИПЭ с число-импульсным регулированием для возможных ПФС эквивалентных ЭДС источника и нагрузки; аналитические зависимости, связывающие выходную мощность РП для бесконтактной передачи электроэнергии с частотой преобразования, величиной воздушного зазора между катушками бесконтактной передачи, величиной плоскопараллельного смещения центров катушек и числом полуволн резонансных колебаний во время передачи энергии в контур; аналитические зависимости, связывающие КПД РП для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии с частотой преобразования и количеством полуволн резонансных колебаний во время передачи энергии в контур; структура интеллектуальной системы управления РП БИПЭ с нейросетевыми элементами.
Работы [91-95], [101-103], [105-106], [108], [110] написаны диссертантом без соавторов. В печатных трудах, опубликованных в соавторстве, лично диссертанту принадлежит: [17] – подход к выбору оптимального способа регулирования РП для известных условий эксплуатации; [22] – структура адаптивной нейросетевой системы управления РП с LLC-контуром; [27] – анализ особенностей применения РП БИПЭ в судовых электроэнергетических системах; [29] – имитационные модели РП с LLC-контуром, анализ особенностей работы РП с адаптивной нейросетевой системой управления; [38] - модели резонансных преобразователей с релейным регулированием и нечеткими регуляторами типа Сугено, анализ результатов моделирования; [42] – имитационные модели РП с гибридными регуляторами, результаты моделирования и анализ преимуществ гибридных регуляторов; [43, 44] – имитационные модели РП различных топологий и систем управления РП, реализующих различные способы регулирования, анализ результатов моделирования; [47] – дополненные математические модели РП БИПЭ с число-импульсным регулированием двух топологий, аналитические зависимости, связывающие выходную мощность РП для бесконтактной передачи электроэнергии с частотой преобразования, величиной воздушного зазора между катушками бесконтактной передачи, величиной плоскопараллельного смещения катушек и числом полуволн резонансных колебаний во время накачки контура, статические и энергетические характеристики РП БИПЭ; [96] - имитационная модель силовой части преобразователя и системы управления; [98] - сравнительный анализ топологий преобразователей; [99] - имитационная модель и анализ результатов моделирования; [100] - результаты моделирования, их анализ и расчет расхождения между результатами теоретических вычислений и моделирования; [107] - структура унифицированной имитационной модели; [109] – принципиальная схема высоковольтного РП; в работах [20], [35], [39-40], [51], [53-55], [58-60], [97], [104], [109] – написаны с равным личным участием диссертанта и соавторов.
Апробация результатов диссертации. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международных конференциях: Международной научно-технической конференции “Силовая электроника и энергоэффективность”, г. Алушта, 2010-2012 гг.; Международной конференции “Проблемы современной электротехники”, г. Винница, 2012 г.; Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых “Электротехника и электромеханика”, г. Николаев, 2008-2012 г.; Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых “Информационно-управляющие системы и комплексы”, г. Николаев, 2009-2011 г.; Всеукраинской научно-технической конференции "Проблемы автоматики и электрооборудования транспортных средств", г. Николаев, 2010-2012 г.; Международной научно-технической конференции “Инновации в судостроении и океанотехнике”, г.Николаев, 2010-2012 г.г..
Публикации научных исследований. Основное содержание диссертации изложено в 40 публикациях, из них 9 статей в профессиональных научных изданиях, 7 патентов на полезные модели.

Список литературы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В диссертационной работе получила развитие теория резонансных преобразователей для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии (РП БИПЭ) с число-импульсным регулированием и подстройкой фазового сдвига, что позволило обеспечить высокие энергетические показатели преобразователей в широком диапазоне регулирования и малую их чувствительность к изменениям параметров магнитной системы. Результаты диссертационной работы могут быть использованы для расчета силовых схем РП БИПЭ и проектирования систем управления.

1. При обзоре существующих устройств для бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии, схем и способов регулирования РП для бесконтактной передачи электроэнергии обоснована целесообразность дальнейшего развития теории резонансных преобразователей с магнитной системой с большим воздушным зазором на основе исследования электромагнитных процессов в их силовых цепях при число-импульсном регулировании с подстройкой фазового сдвига.
2. Рассмотрены фазы преобразования РП для БИПЭ с число-импульсным регулированием и подстройкой фазового сдвига. Выделены возможные ПФС эквивалентных ЭДС и . Комбинация различных фаз преобразования позволяет обеспечить регулирование выходного тока РП для БИПЭ от 0 до 100% с определенной дискретностью.
3. Получила развитие математическая модель ПРП с число-импульсным регулированием в части описания электромагнитных процессов, протекающих в течение одной полуволны колебаний при передаче энергии в контур и рассеянии энергии, и в части расчета значений вектора состояния после определенного числа полуволн резонансных колебаний, за счет введения соотношений, учитывающих характерные особенности магнитной системы и законы изменения напряжения на резонансном контуре, что позволило с высокой точностью исследовать электромагнитные процессы в силовой части многоконтурных РП для БИПЭ а также оценить энергетические параметры многоконтурных РП при число-импульсном регулировании.
4. Получены аналитические соотношения, связывающие выходной ток преобразователя с противо-ЭДС нагрузки и количеством полуволн резонансных колебаний при передаче энергии в контур. С помощью данных соотношений были получены статические характеристики РП для БИПЭ, а также сформирована обучающая выборка нейросетевого предиктора выходного тока для системы программного управления РП по внутренней модели.
5. Установлены закономерности изменения выходной мощности и КПД РП для бесконтактной передачи электроэнергии при изменении частоты преобразования, величины воздушного зазора между катушками бесконтактной передачи, величины плоскопараллельного смещения катушек и числа полуволн резонансных колебаний во время накачки контура. С помощью математических моделей получены энергетические характеристики преобразователей. Установлено, что при использовании в РП БИПЭ число-импульсного регулирования с подстройкой фазового сдвига чувствительность системы к плоскопараллельному смещению катушек снижается на 25-30% по сравнению с РП БИПЭ с частотным регулированием. При частотном регулировании максимальное падение выходной величины при рассогласовании 15 см достигает 50%, а при число-импульсном регулированием с подстройкой фазового сдвига не превышает 20%. Повышение частоты преобразования в пределах до 200 кГц позволяет увеличить выходную мощность преобразователя при сохранении величины воздушного зазора. Максимальное падение КПД при 100-кратном регулировании выходного тока не превышает 1%, тогда как при частотном регулировании оно достигает 8%.
6. РП для БИПЭ с число-импульсным регулированием с подстройкой фазового сдвига обладают практически линейными регулировочными характеристиками. РП последовательно-последовательной топологии имеет внешние характеристики источника постоянного напряжения, поэтому стабилизация выходного тока должна осуществляться за счет системы управления.
7. Анализ ЛЧХ преобразователей исследованных топологий показал, что они не требуют введения дополнительных обратных связей с нелинейными регуляторами для компенсации влияния флуктуаций питающего напряжения. Преобразователи обладают достаточными запасами устойчивости по фазе (до 120) и амплитуде (до 15 дБ). Вид переходных характеристик при этом существенно зависит от величины воздушного зазора. При увеличении зазора уменьшается эквивалентная нагрузка, приведенная к первичной обмотке, и характер переходных процессов приближается к колебательному в случае последовательно-последовательной топологии или становится выраженно колебательным с большим перерегулированием в случае последовательно-параллельного РП.
7. Рассмотрены основные задачи системы управления РП для БИПЭ с число-импульсным регулированием. Обучены нейросетевые элементы системы управления, позволяющие организовать программное управление РП по внутренней модели. Алгоритм программы автоматического сбора данных об ошибке обобщения ИНС с различным числом скрытых слоев и нейронов в них дополнен проверкой на контрольной выборке, что позволило сократить время работы программы на 10% и отсеять структуры ИНС, склонные к переобучению. Программа позволяет представить данные об ошибке обобщения ИНС в виде наглядных графиков, что существенно облегчает задачу нахождения инженерного компромисса между ошибкой обобщения и количеством нейронов.
8. В пакете прикладных программ MATLAB 6.5 создана модель РП для БИПЭ с интеллектуальной системой управления и получены временные характеристики преобразователя. Моделирование показало полную функциональность системы управления преобразователем и ее нейросетевых элементов при работе на плавно изменяющуюся противо-ЭДС, а также высокую сходимость результатов моделирования с результатами теоретических расчетов. Погрешность вычислений не превысила 12%.
9. В среде конечно-элементного моделирования MagNet создана модель магнитной системы РП для БИПЭ. Данные, полученные во время конечно-элементного моделирования, подтверждают результаты аналитических расчетов. Погрешность вычислений составляет не более 10% при соосном расположении катушек и не более 13% при моделировании ошибки позиционирования. Увеличение погрешности обуславливается допущением об эквивалентности круглых катушек и линейных соленоидов бесконечной длины.
10. Достоверность и обоснованность научных положений, теоретических исследований и расчетов подтверждается достаточным количеством экспериментов компьютерного моделирования и натурными экспериментами с образцами РП для БИПЭ, а также согласованностью с ранее известными результатами из литературных источников, апробацией основных положений и результатов на представительских научных конференциях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бальян, Р.Х. Тиристорные генераторы и инверторы [Текст]./ Р.Х. Бальян, М.А. Сиверс // Л.:Энергоиздат, - 1982. - 224 с.
2. Бердников, Дмитрий. Связь индуктивности рассеяния трансформатора и потерь в снаббере обратноходового преобразователя [Текст] / Дмитрий Бердников // Современная электроника, № 3, 2005. – с.с. 62 – 64.
3. Бессонов, Л. А. Линейные электрические цепи. Новые разделы курса теоретических основ электротехники [Текст]. / Л.А. Бессонов // Учеб. пособие для студ. электротехн. и радиотехн. специальностей вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. Шк., 1983. – 336 с., ил.
4. Браун, М. Источники питания. Расчет и конструирование [Текст]. / Марти Браун // Пер. с англ. – К.: «МК-Пресс», 2007. – 288 с., ил.
5. Васильев, В.И. Интеллектуальные системы управления. Теория и практика [Текст]. / В.И. Васильев, Б.Г. Ильясов // М.: «Радиотехника», 2009. – 392 с.
6. Волківський, В.Б. Напівпровідникові перетворювачі з підвищеною ефективністю заряду акумуляторів імпульсними асиметричними струмами [Текст]. - / Волківський, В.Б. // Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. - Київ: НТУУ «КПІ», 2007.
7. Волков, И.В. Концепция и средства контроля емкости аккумуляторных батарей [Текст]. / Волков И.В., Павлов В.Б., Скиданов В.М., Юрченко О.Н. // Технічна електродинаміка.- 1998.- №3.- С.33-36.
8. Зиновьев, Г. С. Основы силовой электроники: Учебник [Текст]. / Г.С.Зиновьев // Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. В 2-х томах. – 199 с.: ил.
9. Иванов, А.Е. Применение искусственного интеллекта в системах управления преобразователями электрической энергии [Текст]. / А.Е. Иванов, В.В. Замаруев, О.А. Бутова, А.В. Ересько // Технічна електродинаміка. Тем. випуск. - Київ: ІЕД НАНУ, 2008.
10. Комашинский, В.И. Нейронные сети и их применение в системах управления и связи [Текст]. / Комашинский В.И., Смирнов Д.А. // М.: Горячая линия - телеком, 2003. - 94 с.
11. Махотило, К.В. Дискретная нейросетевая система управления нелинейным динамическим объектом [Текст]. / Махотило К.В., Сергеев С. А., Сушков А. В.// Проблеми загальної енергетики. - 2007. - №16.
12. Махотило, К.В. Разработка методик эволюционного синтеза нейросетевых компонентов систем управления [Текст]. / Махотило К.В. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Харьков: ХГПУ, 1998. – 179 с.: ил.
13. Медведев, В.С. Нейронные сети. MATLAB 6 [Текст]. / Медведев В.С., Потемкин В.Г.// Под общей редакцией к.т.н. В.Г. Потемкина. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2002. - 496 с.
14. Мелешин, В.И. Транзисторная преобразовательная техника [Текст] / В.И. Мелешин // М.: Техносфера, 2005. – 632 с.
15. Никитина, Е.В. Исследование динамики резонансного преобразователя с фазовым регулированием [Текст]. / Никитина Е.В. // Інформаційно-керуючи системи і комплекси: Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених.– Миколаїв: ІАЕ НУК, 2008. – С. 25-30.
16. Никитина, Е.В. Оценка динамических характеристик резонансного преобразователя с фазовым регулированием [Текст]. / Никитина Е.В., Баранов Д.Д. // Матеріали НТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч. “ЕТЕМ-2007” – Миколаїв: ІАЕ НУК, 2007. – С. 155-159.
17. Нікітіна, О.В. Підхід до обрання оптимального способу регулювання резонансних перетворювачів [Текст]. / Нікітіна О.В., Щербинін Т.В., Дем’янова Т.Ю. // Інформаційно-керуючі системи і комплекси: Матеріали міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених. - Миколаїв: НУК, 2009. - с.28-30.
18. Никитина, Е.В. Резонансные преобразователи постоянного напряжения с фазовым регулированием [Текст]. / Никитина Е.В. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Киев: НТУУ «КПИ», 2008.
19. Никитина, Е.В. Система управления последовательно-резонансного преобразователя со спектрально-временным вейвлет-анализом выходного напряжения [Текст]. / Никитина Е.В., Баранов Д.Д. // Матеріали НТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч. “ЕТЕМ-2006” – Миколаїв: ІАЕ НУК, 2006. – С. 81-85.
20. Никитина, Е.В. Фазовое регулирование резонансных преобразователей постоянного напряжения [Текст]. / Никитина Е.В., Щербинин Т.В., Батазов Д.Ю. // Електротехніка і електромеханіка: Матеріали науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених з міжнародною участю. - Миколаїв: НУК, 2008. - с.103-110.
21. Павлов, В.Б. Визначення ефективності заряду акумуляторних батарей за допомогою імпульсного методу [Текст]. / Павлов В.Б, Попов О.В., Павленко В.Е., Будько В.І. // Збірник наук. пр. ІЕД НАНУ. – Київ: ІЕД НАНУ, 2010. – №25. – С. 118-121.
22. Павлов, Г.В. Адаптивная нейросетевая система управления резонансным преобразователем с LLC-контуром [Текст]. / Павлов Г.В., Никитина Е.В., Щербинин Т.В. // «Технічна електродинаміка», тематичний випуск «Силова електроніка та енергоефективність» ч.2. – К.:ІЕД НАНУ, - 2011. – с. 148-153.
23. Павлов, Г.В. Влияние потерь на работу последовательно-резонансного преобразователя с рабочей частотой выше резонансной [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В. // Електромашинобудування та електрообладнання. Респ. межвід. науково-техн. зб. - К.: Техніка – 2000. – Вип. 54. – с. 43-48.
24. Павлов, Г.В. Внешние характеристики последовательно-резонансного преобразователя с рабочей частотой выше резонансной [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В. // Технічна електродинаміка. – 2000. – №2. – с. 26-29.
25. Павлов, Г.В. Динамическая модель резонансного преобразователя с фазовым регулированием [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В., Никитина Е.В. // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. Київ: ІЕД НАНУ. Ч. I. – 2007. – С. 92-97.
26. Павлов, Г.В. Дискретная модель активного резонансного контура последовательно-резонансного преобразователя [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В. // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. Київ: ІЕД НАНУ. Ч. ІII. – 2003. – С. 52-55.
27. Павлов, Г.В. Застосування резонансних перетворювачів для безконтактної передачі електроенергії у суднових електроенергетичних мережах [Текст]. / Павлов Г.В., Нікітіна О.В., Щербинін Т.В. // Інновації в суднобудуванні та океанотехніці: матеріали Третьої міжнародної науково-технічної конференції. - Миколаїв: НУК, 2012. – с. 517-520.
28. Павлов, Г.В. Изотоковые характеристики последовательно-резонансного преобразователя с рабочей частотой выше резонансной [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В. // Технічна електродинаміка. – 2000. – №3. – с. 10-13.
29. Павлов, Г.В. Імітаційне моделювання резонансного перетворювача з LLC-контуром та адаптивним нейромережним регулятором [Текст]. / Павлов Г.В., Щербинін Т.В. // Збірник наукових праць НУК. – Миколаїв: НУК, 2010. - №6 (435). – с. 113-121.
30. Павлов, Г.В. Исследование динамики резонансного преобразователя с фазовым регулированием [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В., Никитина Е.В. // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск “Проблеми сучасної електротехніки”. Київ: ІЕД НАНУ. Ч. 6. – 2008. - С. 42-47.
31. Павлов, Г.В. Линеаризованная математическая модель последовательно-резонансного преобразователя [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В. // Электроника и связь. - К.: НТУУ “КПИ” – 2003. – №19 – С. 20-24.
32. Павлов, Г.В. Математическая модель последовательно-резонансного преобразователя с релейным регулированием [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В. // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. Київ: ІЕД НАНУ. Ч. І. – 2002. – С. 55-58.
33. Павлов, Г.В. Математическая модель последовательно-параллельного резонансного преобразователя с фазовым регулированием [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В., Никитина Е.В. // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. Київ: ІЕД НАНУ. Ч. III. – 2007. – С. 86-91.
34. Павлов, Г.В. Микропроцессорное управление последовательно-резонансным преобразователем с релейным принципом регулирования выходных параметров [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В. // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. Київ: ІЕД НАНУ. Ч. 1. – 2004. – с. 70-73.
35. Павлов, Г.В. Особенности характеристик импульсных преобразователей на основе резонансных инверторов с LLC-контурами [Текст]. / Павлов Г.В., Никитина Е.В., Щербинин Т.В. // «Технічна електродинаміка», тематичний випуск «Силова електроніка та енергоефективність» ч.1. – К.:ІЕД НАНУ, - 2011. – с. 144-149.
36. Павлов, Г.В. Особенности энергообмена в последовательно-резонансных преобразователях [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В. // Технічна електродинаміка, 1999 №6.
37. Павлов, Г.В. Оценка динамических характеристик последовательно-резонансного преобразователя [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В. // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск “Проблеми сучасної електротехніки”. Київ: ІЕД НАНУ. Ч. 6. – 2000. - С. 42-47.
38. Павлов, Г.В. Перспективы применения нечеткой логики в управлении импульсными преобразователями электроэнергии [Текст]. / Павлов Г.В., Никитина Е.В., Щербинин Т.В // Інновації в суднобудуванні та океанотехніці: матеріали Першої міжнародної науково-технічної конференції. - Миколаїв: НУК, 2010. – с. 399-401.
39. Павлов, Г.В. Перспективы совершенствования релейного способа регулирования резонансных преобразователей [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В., Щербинин Т.В. // Електронне видання «Вісник НУК» №2, 2009. - с. 89-97.
40. Павлов, Г.В. Порівняння ефективності резонансних перетворювачів різних топологій при роботи у широкому діапазоні вхідних напруг [Текст]. / Павлов Г.В., Нікітіна О.В., Щербинін Т.В. // Інновації в суднобудуванні та океанотехніці: матеріали Другої міжнародної науково-технічної конференції. - Миколаїв: НУК, 2011. – с. 549-554.
41. Павлов, Г.В. Применение нечеткой логики в управлении резонансным преобразователем с фазовым регулированием [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Никитина Е.В., Пекер Б.Н. // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск “Проблеми сучасної електротехніки”. Київ: ІЕД НАНУ. Ч. 6. – 2008. - С. 42-47.
42. Павлов, Г.В. Применение гибридных регуляторов в управлении резонансным преобразователем с релейным регулированием [Текст]. / Павлов Г.В., Никитина Е.В., Покровский М.В., Щербинин Т.В. // «Технічна електродинаміка», тематичний випуск «Силова електроніка та енергоефективність». – К.:ІЕД НАНУ, - 2010. – с.
43. Павлов, Г.В. Сравнение характеристик резонансных преобразователей при различных способах регулирования с использованием имитационных моделей [Текст]. / Павлов Г.В., Никитина Е.В., Обрубов А.В., Щербинин Т.В. // «Технічна електродинаміка», тематичний випуск «Силова електроніка та енергоефективність». – К.:ІЕД НАНУ, - 2010. – с._ 97-102.
44. Павлов, Г.В. Сравнение характеристик резонансных преобразователей различных топологий с использованием имитационных моделей [Текст]. / Павлов Г.В., Щербинин Т.В. // «Технічна електродинаміка» №2, 2012 – К.:ІЕД НАНУ, - 2012. – с. 57 – 58.___
45. Павлов, Г.В. Регулировочные характеристики преобразователей постоянного напряжения с последовательными резонансными инверторами [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В // Технічна електродинаміка. –2001. – №4. – С. 18-22
46. Павлов, Г.В. Резонансні перетворювачі в пристроях суднової автоматики і системах управління [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровський М.В. // Миколаїв: УДМТУ, 2003.
47. Павлов, Г.В. Резонансные преобразователи для бесконтактной индуктивной зарядки аккумуляторов электротранспорта [Текст]. / Павлов Г.В., Покровский М.В., Щербинин Т.В. // «Технічна електродинаміка», тематичний випуск «Силова електроніка та енергоефективність» ч.2. – К.:ІЕД НАНУ, - 2012. – с. 49-54.
48. Павлов, Г.В. Релейное управление последовательно-резонансным преобразователем [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровский М.В. // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск "Силова електроніка та енергоефективність". Київ: ІЕД НАНУ. Ч. 2. - 2003. - с. 72-77.
49. Павлов, Г.В. Установившиеся режимы работы последовательно-резонансного преобразователя при асинхронном и синхронном управлении [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В. // Технічна електродинаміка. Спеціальний випуск, №2. Т.1. – 1998. – с. 166-169.
50. Павлов, Г.В. Энергетические характеристики преобразователя с резонансным контуром [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Никитина Е.В. // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск “Проблеми сучасної електротехніки”. Київ: ІЕД НАНУ. Ч.VI.-2006.-С.68-71.
51. Патент України 61045 МПК Н02М 3/22, В23К 9/10. Перетворювач зварювальний [Текст]. / Покровський М.В., Павлов Г.В., Обрубов А.В., Нікітіна О.В., Щербинін Т.В. - № 61045, опубл. в бюл., 2011, №13.
52. Патент України 47977 МПК H02J 7/00, F03D 9/02. Імпульсний зарядний пристрій [Текст]./ Павлов В.Б., Кудря С.О., Попов О.В., Головко В.М., Будько В.І - №47977, опубл. 25.02.2010, бюл. 2010, №4.
53. Патент України 45315 МПК Н02М 3/22. Спосіб регулювання вихідних параметрів послідовно-резонансного перетворювача постійної напруги [Текст]. / Покровський М.В., Павлов Г.В., Обрубов А.В., Нікітіна О.В., Щербинін Т.В. - № 45315, опубл. в бюл., 2009, №21.
54. Патент України 55633 МПК Н02М 3/22. Спосіб регулювання вихідних параметрів резонансного перетворювача постійної напруги [Текст]. / Нікітіна О.В., Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровський М.В., Щербинін Т.В. - № 55633, опубл. в бюл., 2010, №24.
55. Патент України 65447 МПК Н02М 3/22. Спосіб регулювання вихідних параметрів послідовно-резонансного перетворювача постійної напруги [Текст]. / Нікітіна О.В., Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровський М.В., Щербинін Т.В. - № 65447, опубл. в бюл., 2011, №23.
56. Патент України 72024 МПК H02M 3/337. Спосіб регулювання джерела зварювального струму з резонансним контуром [Текст]./ Аігнер Хуберт. - №72024, опубл. 15.10.02, бюл. №10.
57. Патент України 79964 МПК H02M 3/337. Спосіб регульованого резонансного перетворення постійної напруги/ Пенін А.А., Сєміонов А.Г. - №79964, опубл. 17.01.05, бюл. №1.
58. Патент України 57106 МПК Н02М 3/337. Система керування резонансним перетворювачем постійної напруги на основі нечіткої логіки [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровський М.В., Нікітіна О.В., Щербинін Т.В. - № 57106, опубл. в бюл., 2011, №3.
59. Патент України 53708 МПК Н02М 3/337. Система управління резонансним перетворювачем постійної напруги [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровський М.В., Нікітіна О.В., Щербинін Т.В. - № 53708, опубл. в бюл., 2010, №19.
60. Патент України 61026 МПК Н02М 3/00. Система управління резонансним перетворювачем постійної напруги [Текст]. / Павлов Г.В., Обрубов А.В., Покровський М.В., Нікітіна О.В., Щербинін Т.В. - № 61026, опубл. в бюл., 2011, №13.
61. Патент України 46315 МПК Н01М 10/46, Н02Р 9/00. Система електроживлення гібридного електромобіля [Текст]./ Шидловський А.К., Павлов В.Б., Юрченко О.М. -№46315, опубл. 15.05.2002, бюл. №5, 2002 р.
62. Патент РФ 95101958А1 МПК В23К 9/00, В23К 9/10. Преобразователь постоянного напряжения [Текст]./ Иванов А.М. - №95101958А1, опубл. 10.03.1997.
63. Патент РФ 94015154 МПК В23К 9/00. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное [Текст]. / Иванов А.М. - №94015154, опубл. 27.04.1996.
64. Патент РФ 2354033 МПК Н02М3/335. Резонансный преобразователь постоянного напряжения с пониженными коммутационными потерями [Текст]. / Иванов А.Л., Шепелин А.В. - №2354033, опубл. 27.04.2009.
65. Пивняк, Г.Г. Повышение энергетической эффективности и надежности шахтного транспорта с индуктивной передачей энергии [Текст] : сборник научных трудов / Г.Г. Пивняк, С.И. Выпанасенко, Е.М. Эрлих ; Нац. горн. ун-т. - Днепропетровск : НГУ, 2004. - 117 с. : ил.
66. Пивняк, Г.Г. Транспорт с индуктивной передачей энергии для угольных шахт [Текст] / Г.Г. Пивняк, И. П. Ремизов, С.А. Саратикянц и др. ; Под ред. Г.Г. Пивняка. - М. : Недра, 1990. - 244 с : ил.
67. Покровский, М.В. Математическая модель последовательно-резонансного преобразователя с фазовым регулированием [Текст]. / Покровский М.В., Никитина Е.В. // Збірник наукових праць Національного університету кораблебудування. – 2007. – №6. – С. 60-68.
68. Покровский, М.В. Моделирование электромагнитных процессов в резонансном контуре последовательно-резонансного преобразователя [Текст]. / Покровский М.В., Марашлец Е.В. // ІКСК: Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених. – Миколаїв: НУК, 2005. – с.65-69.
69. Покровский, М.В. Последовательно-резонансные преобразователи постоянного напряжения с релейным регулированием [Текст]. / Покровский М.В. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Киев: НТУУ «КПИ», 2006. - 159 с.: ил.
70. Покровский, М.В. Релейное управление полупроводниковых преобразователей с резонансными контурами [Текст]. / Покровский М.В., Масленников Е.В. // Інформаційно-керуючі системи і комплекси: Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених. – Миколаїв: НУК, 2004. – с.207-212.
71. Покровский, М.В. Система управления последовательно-параллельным резонансным преобразователем с фазовым регулированием [Текст]. / Покровский М.В., Никитина Е.В., Махнова О.А. // Інформаційно-керуючи системи і комплекси: Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених. – Миколаїв: ІАЕ НУК, 2008. – С. 35-39.
72. Покровский, М.В. Система управления последовательно-резонансным преобразователем с интегральным регулированием выходного напряжения [Текст]. / М.В. Покровский, Е.В. Никитина, Д.Б. Исаков, Лю Цзи // Електротехніка і електромеханіка: Матеріали МНТК студ., асп., мол. вчених з міжнар.уч.. – 2005. – С. 177-181.
73. Покровський, М.В. Системы управления резонансными преобразователями с релейным принципом регулирования выходных параметров [Текст]. / Покровський М.В. // Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобів: Матеріали Всеукраїнської науково-технічної конференції з міжнародною участю. – Миколаїв: НУК, 2005. – с.108-114.
74. Ранганатан, А. Алгоритм Левенберга-Марквардта [Электронный документ] / А. Ранганатан // Режим доступа: http://www.cc.gatech.edu/people/home/ananth/docs/lmtut.pdf
75. Ридико, Л.И. Немного о зарядке NiMH и NiCd аккумуляторов [Электронный документ] / Леонид Иванович Ридико // Режим доступа: http://www.mobipower.ru/modules.php?name=Pages&pa=showpage&pid=9
76. Ридли, Рэй. Потери в обмотках вследствие эффекта близости [Текст] / Рэй Ридли // Перев. с англ. А. Терейковского. Современная электроника, № 6, 2005. – с.с. 60 – 64.
77. Розанов, Ю.К. Высокочастотная коммутация электрических цепей с резонансными контурами - перспективное направление преобразовательной техники [Текст]. / Розанов Ю.К., Никифоров А.А. // Электротехника. - 1991. - №6. - С.20-28.
78. Розанов, Ю.К. Основы силовой электроники [Текст]. / Розанов Ю.К. // М.: Энергоатомиздат, 1992. - 296 с.
79. Руденко, В.С. Основы преобразовательной техники [Текст]. / Руденко В.С., Сенько В.И., Чиженко И.М. // М.: Высш. шк., 1980. – 418 с.
80. Рутковская, Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы [Текст]./ Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. // Пер. с польск. И.Д. Рудинского. – М.: Горячая линия – Телеком, 2006.- 452 с.: ил.
81. Сериков, С.А. Идентификация математической модели тяговой аккумуляторной батареи гибридного автомобиля [Текст] / С.А. Сериков // Автомобильный транспорт, вып. 26, 2010. – с.с. 23 – 30.
82. Сигеру, Омату. Нейроуправление и его приложения [Текст]. / Сигеру Омату, Марзуки Халид, Рубия Юсоф. // Пер. с англ. Н.В. Батина. Под ред. А.И. Галушкина, В.А. Птичкина. - М.: ИПРЖР, 2000. - 272 с.: ил.
83. Сигорский, В.П. Математический аппарат инженера [Текст]. / Сигорский В.П. // Київ: Техніка - 1975.
84. Терехов, В.А. Нейросетевые системы управления [Текст]. / Терехов В.А., Ефимов Д.В., Тюкин И.Ю. // М.: Высшая школа, 2002. - 183 с.: ил.
85. Терехов, С.А. Вейвлеты и нейронные сети [Электронный документ]. / Терехов С. А. // Лекция для школы-семинара «Современные проблемы нейроинформатики». Москва, МИФИ, 24-26 января 2001г. Режим доступа: http://alife.narod.ru/lectures/wavelets2001/index.html.
86. Тихонов, А.Н. Уравнения математической физики [Текст] / А. Н. Тихонов, А. А. Самарский. 5-е изд. — M.: Наука, 1977. — 735 с.
87. Хайкин, С. Нейронные сети: полный курс [Текст] / Саймон Хайкин // 2-е издание: пер. с англ. – М.: издательский дом «Вильямс», 2006. - 1104 с., ил.
88. Хоменко, М.А. Оптимизация процессов управления реверсивным преобразователем с помощью встраиваемого
нейроконтроллера / М.А. Хоменко // Диссертация на соискание научной степени кандидата техн. наук, Чернигов, ЧГТУ: 2011. – 169 с.
89. Цыпкин, Я.З. Адаптация и обучение в автоматических системах [Текст]. / Цыпкин Я.З. // Главная редакция физ.-мат. лит-ры изд-ва «Наука», М, 1968. – 400 с.
90. Чаки, Ф. Силовая электроника. Примеры и расчеты [Текст]. / Чаки Ф., Ипшич И., Магьяр П. и др. // М.:Энергоиздат - 1982.
91. Щербинін, Т.В. Аналіз електромагнітних процесів в силовій частині резонансного перетворювача постійної напруги з LLC-контуром [Текст]. / Щербинін Т.В. // Збірник наукових праць студентів НУК. Миколаїв: НУК, 2011.- №1(4) – с. 19-28.
92. Щербинин, Т.В. Возможности аппаратной реализации нейросетевых регуляторов для резонансных преобразователей постоянного напряжения [Текст]. / Щербинин Т.В. // Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобів: Матеріали Всеукраїнської НТК з міжнародною участю “ПАЕТЗ-2010”. - Миколаїв: НУК, 2010. - с.29-31.
93. Щербинин, Т.В. Имитационное моделирование резонансного преобразователя постоянного напряжения с гибридными нейро-нечеткими регуляторами [Текст]. / Щербинин Т.В. // Збірник наукових праць студентів НУК. Миколаїв: НУК, 2010.- №2(3) – с. 25-30.
94. Щербинін, Т.В. Інтелектуальне управління резонансними перетворювачами постійної напруги [Текст]. / Щербинін Т.В. // Матеріали форуму молодих науковців НУК «Макаровські читання».- Миколаїв: НУК, 2010.- С. 33.
95. Щербинін, Т.В. Імітаційне моделювання резонансного перетворювача постійної напруги з LLC-контуром [Текст]. / Щербинін Т.В. // Електротехніка і електромеханіка: Матеріали міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених «ЕТЕМ-2010». - Миколаїв: НУК, 2010. - с.33-35.
96. Щербинин, Т.В. Имитационная модель резонансного преобразователя для бесконтактной зарядки аккумуляторов электромобилей [Текст]. / Щербинин Т.В., Коваль А.А. // Матеріали Всеукраїнської науково-технічної конференції з міжнародною участю «Автоматика та електротехніка-2012». – Миколаїв: НУК, 2012. – с. 118-121.
97. Щербинин, Т.В. Исследование качества выходного напряжения импульсного преобразователя постоянного напряжения на драйвере IR2153 при работе на переменную нагрузку [Текст]. / Щербинин Т.В., Береславский Р.А. // Матеріали всеукраїнської НТК з міжнародною участю «ПАЕТЗ-2011». – Миколаїв: НУК, 2011. – с.21-24.
98. Щербинин, Т.В. Многоконтурные резонансные преобразователи для бесконтактной передачи электроэнергии [Текст]. / Щербинин Т.В., Коваль А.А. // Матеріали Всеукраїнської науково-технічної конференції з міжнародною участю «ПАЕТЗ-2012». – Миколаїв: НУК, 2012. – с. 34-39.
99. Щербинин, Т.В. Моделирование резонансного преобразователя с релейным принципом регулирования выходных параметров [Текст]. / Щербинин Т.В., Покотило Т.Ю. // Електротехніка і електромеханіка: Матеріали міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених. - Миколаїв: НУК, 2009. - с.42-44.
100. Щербинин, Т.В. Моделирование резонансного преобразователя для бесконтактной зарядки аккумуляторов [Текст]. / Щербинин Т.В., Коваль А.А. // Матеріали Всеукраїнської науково-технічної конференції з міжнародною участю «Автоматика та електротехніка-2012». – Миколаїв: НУК, 2012. – с. 122-123.
101. Щербинін, Т.В. Навчання нейро-нечіткого регулятора для резонансного перетворювача постійної напруги [Текст]. / Щербинін Т.В. // Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобів: Матеріали Всеукраїнської НТК з міжнародною участю “ПАЕТЗ-2010” - Миколаїв: НУК, 2010. - с.33-35.
102. Щербинин, Т.В. Обучение одношагового нейросетевого предиктора резонансного преобразователя постоянного напряжения [Текст]. / Щербинин Т.В. // Інформаційно-керуючі системи і комплекси: Матеріали Всеукраїнської НТК з міжнародною участю “ІКСК-2010”.- Миколаїв: ІАЕ НУК, 2010.- С. 21-23.
103. Щербинин, Т.В. Особенности импульсных трансформаторов в резонансных преобразователях для бесконтактной индуктивной зарядки аккумуляторов электротранспорта [Текст]. / Щербинин Т.В. // «Технічна електродинаміка», тематичний випуск «Силова електроніка та енергоефективність» ч.4. – К.:ІЕД НАНУ, - 2012. – с. 81-86.
104. Щербинин, Т.В. О целесообразности применения резонансных преобразователей в станциях катодной защиты [Текст]. / Щербинин Т.В., Никитина Е.В., Махнов А.А. // Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобів: Матеріали міжнародної науково-технічної конференції. - Миколаїв: НУК, 2009. - с.42-45.
105. Щербинин, Т.В. Перспективы применения нейросетевых технологий в управлении резонансными преобразователями [Текст]. / Т.В. Щербинин // Електротехніка і електромеханіка: Матеріали міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених. - Миколаїв: НУК, 2009. - 40-42 с.
106. Щербинін, Т.В. Послідовності фазових сполучень для резонансного перетворювача з LLC-контуром та частотним регулюванням [Текст]. / Щербинін Т.В. // Матеріали Всеукраїнської науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих учених з міжнародною участю «ІКСК-2011». – Миколаїв: НУК, 2011. – с.68-70.
107. Щербинин, Т.В. Построение унифицированной имитационной модели резонансного преобразователя постоянного напряжения [Текст]. / Щербинин Т.В., Шкурко М.С. // Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобів: Матеріали Всеукраїнської НТК з міжнародною участю “ПАЕТЗ-2010”. - Миколаїв: НУК, 2010. - с.31-33.
108. Щербинин, Т.В. Потери в высокочастотных резонансных преобразователях постоянного напряжения [Текст]. / Т.В.Щербинин // Електротехніка і електромеханіка: Матеріали міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих вчених «ЕТЕМ-2010». - Миколаїв: НУК, 2010. - с.31-32.
109. Щербинин, Т.В. Принципиальная схема высоковольтного резонансного преобразователя с релейным регулированием [Текст]. / Щербинин Т.В., Аль Сгайар А.Х.М. // Матеріали Всеукраїнської науково-технічної конференції молодих учених та студентів з міжнародною участю «ЕТЕМ-2011». – Миколаїв: НУК, 2011. – с. 74-76.
110. Щербинін, Т.В. Структура адаптивної нейромережевої системи керування резонансним перетворювачем постійної напруги з LLC-контуром [Текст]. / Щербинін Т.В. // Матеріали Всеукраїнської науково-технічної конференції студентів, аспірантів, молодих учених з міжнародною участю «ІКСК-2011». – Миколаїв: НУК, 2011. – с.28-30.
111. Юрченко, О.М. Модель резонансного транзисторного інвертора напруги з низькочастотною імпульсною модуляцією / О.М. Юрченко, В.Я. Гуцалюк, П.Ю. Герасименко, І.О. Слєсаревський // «Технічна електродинаміка» № 1, 2011. – с.с. 24 – 30.
112. Ahn, S. Magnetic field design for low EMF and high efficiency wireless power transfer system in on-line electric vehicles [Text] / S. Ahn, J. Y. Lee, D. H. Cho, J. Kim // CIRP Design Conference Proceedings, 2011, p.p. 233-239.
113. Bartholomaeus, Ralf. Control-Oriented Dynamic Li-Ion Battery Models for High Power Applications [Web Document] / Ralf Bartholomaeus, Carsten Klaucke, Henning Wittig // EVS 2009, 24th International Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium & Exhibition. CD-ROM: Stavanger, Norway, May 13 - 16, 2009; Symposium proceedings. – 7 pages.
114. Bersani, Antonio. DC/DC LLC Reference Design Using the dsPIC DSC [Text] / Bersani Antonio, Dumais Alex, Khare Sagar // Microchip Application Note AN1336 (DS01336A) – 82 pages.
115. Blake, Carl. IGBT or MOSFET: Choose Wisely [Text]./ Carl Blake, Chris Bull. // IRf Reports – 1999.
116. Caccese, John H. OLEV™ (On Line Electric Vehicle) Technology To Demonstrate “Electronic Roadway” in McAllen, Texas [Web matherials] // Available at: http://olevtech.com/PDFs/Media%20Room/press_release/2011.12.01_mcallen.pdf
117. Carretero, C. Coupling Impedance Between Planar Coils Inside A Layered Media [Text] / C. Carretero, R. Alonso, J. Acero and J. M. Burdío // Progress In Electromagnetics Research, Vol. 112, 2011. – p.p. 381-396.
118. Chen, Min. Accurate Electrical Battery Model Capable of Predicting Runtime and I–V Performance [Text] / Min Chen, Gabriel A. Rincón-Mora // IEEE Transactions On Energy Conversion, Vol. 21, No. 2, June 2006. – p.p. 504 – 511.
119. Chen, Hao. A Single Stage Integrated Bidirectional AC/DC and DC/DC Converter for Plug-In Hybrid Electric Vehicles [Text] / Hao Chen, Xiaochen Wang, Alireza Khaligh // IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC) Proceedings, 6-9 Sept. 2011. – p.p. 1 – 6.
120. Chichowlas, M. Novel artificial neural network (ANN) based current controller for PWM rectifiers [Text]. / Chichowlas M., Sobczuk D., Kazmierkowski M., Malinowski M.// EPE PEMC Proceedings, 2001.
121. Coup, Robert. An Inductively Coupled Universal Battery Charger [Text] / Robert Coup, Monique Ryan. Part IV Project Report. - New Zealand. Auckland:The University of Auckland, 2003. - 49 pages.
122. Clean transport, Urban transport [Web matherials] // Available at: http://ec.europa.eu/transport/urban/vehicles/road/electric_en.htm
123. Debert, M. Li-ion battery models for HEV simulator [Web Document] / M. Debert, G. Colin, M. Mensler, Y. Chamaillard, L. Guzzella // Advances in Hybrid Powertrain 25.11.2008. Available at: http://www.ifpenergiesnouvelles.com/actualites/evenements/nous-organisons/rs-advances-in-hybrid-powertrains-2008.
124. Easy Urban Mobility [Web matherials] // Available at: http://primovecity.bombardier.com/en/media_centre/publications.html
125. Electric Vehicle Refueling Connectors [Web Matherials]. Available at: http://www.altfuels.org/backgrnd/condind.htm
126. Erdinc, O. A dynamic lithium-ion battery model considering the effects of temperature and capacity fading [Text] / O. Erdinc, B. Vural and M. Uzunoglu/ IEEE 2009 International Conference on Clean Electrical Power Proceedings, 9-11 June 2009. – p.p. 383 - 386.
127. Fujita, Hideaki. Pulse-density-modulated power control of a 4kW, 450 kHz voltage-source inverter for induction melting applications [Text] / Hideaki Fujita, Hirofumi Akagi // IEEE transactions on industry applications. - March/April 1996. - Vol. 32. - №2 – p.p. 279 – 286.
128. Gao, Lijun. Dynamic Lithium-Ion Battery Model for System Simulation [Text] / Lijun Gao, Shengyi Liu, Roger A. Dougal // IEEE Transactions On Components And Packaging Technologies, Vol. 25, No. 3, September 2002 – p.p. 495 – 505.
129. Hareyan, A. Nissan Leaf goes wireless: shows wireless charger in work [Web matherial] / Armen Hareyan // Available at: http://www.torquenews.com/1/nissan-leaf-going-wireless-2013-shows-how-wireless-charger-works
130. Hassibi B. On the robustness of LMS filters [Text]. / B. Hassibi // in Least-Mean-Square Adaptive Filters, S. Haykin and B. Widrow, Eds., John Wiley & Sons, 2003.
131. Hassibi, B. H-infinity optimality criteria for LMS and backpropagation [Text]. / Hassibi B., Sayed A.H. and Kailath T. // in Advances in Neural Information Processing Systems, Vol 6, J.D. Cowan, G. Tesauro and J. Alspector, Eds., pp. 351-359, Morgan-Kaufmann, Apr 1994.
132. Hirai, Junji. Study on intelligent battery charging using inductive transmission of power and information [Text] / Junji Hirai, Tae-Woong Kim, Atsuo Kawamura. // IEEE Transactions on Power Electronics, Vol.15, No.2, March 2000. – p.p. 335 – 345.
133. Huang, Daocheng. High switching frequency, high efficiency CLL resonant converter with synchronous rectifier/ Daocheng Huang, Dianbo Fu, Fred C. Lee. // Energy Conversion Congress and Exposition, 2009 – p. 804 – 809.
134. Hurley, W.G. Calculation of Self and Mutual Impedances in Planar Magnetic Structures [Text] / W.G. Hurley, M.C. Duffy // IEEE Transactions on Magnetics, vol.31, no.4, July 1995. – p.p. 2416 – 2422.
135. Hurley, W.G. Calculation of Self and Mutual Impedances in Planar Sandwich Structures [Text] / W.G. Hurley, M.C. Duffy // IEEE Transactions on Magnetics, vol.33, no.3, May 1997. – p.p. 2282 – 2290.
136. Hurley, W.G. Impedance Formulas for Planar Magnetic Structures with Spiral Windings [Text] / William Gerard Hurley, Maeve C. Duffy, Stephen O’Reilly, Seán Cian Ó’Mathúna // IEEE Transactions On Industrial Electronics, Vol. 46, No. 2, April 1999. – p.p. 271 – 278.
137. Jawhar, Joseph S. An Intelligent Controller for a non Linear Power Electronic Buck Converter [Text]. / S. Joseph Jawhar, N.S. Marimuthu, N. Albert Singh // International Journal on Electrical and Power Engineering, 1(1) 2007, p. 43-46.
138. Jawhar, Joseph S. An Intelligent Controller for a non Linear Power Electronic Boost Converter [Text]. / S. Joseph Jawhar, N.S. Marimuthu. // International Journal of Soft Computing, 3(1) 2008, p. 69-73.
139. Jiang, Hai-Jiang. Identification of Steady-State Operational Modes of the Series Resonant DC-DC Converter Based on Loosely Coupled Transformers in Below-Resonance Operation [Text] / Hai-Jiang Jiang, Gaston Magetto // IEEE Transactions on Power Electronics. – vol. 14, №2, March, 1999. – p.p.359 – 371.
140. Jiang, Hai-Jiang. Steady-State Analysis of the Series Resonant DC-DC Converter in Conjunction with Loosely Coupled Transformer – Above Resonance Operation [Text] / Hai-Jiang Jiang, Gaston Magetto and Philippe Lataire // IEEE Transactions on Power Electronics. – vol. 14, №3, May, 1999. – p.p.469 – 480.
141. Joung, Gyu Bum. An Energy Transmission System for an Artificial Heart Using Leakage Inductanc