СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ УСТРОЙСТВ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ :

Краткое описание

Национальная академия наук Украины
Институт электродинамики

На правах рукописи

СПИРИН ВЯЧЕСЛАВ МИХАЙЛОВИЧ

УДК 621.314.26; 621.314.63;
621.03.014.31; 621.372.061

СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ УСТРОЙСТВ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

Специальность 05.09.03 – электротехнические комплексы и системы

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант:
Волков Игорь Владимирович
доктор технических наук, профессор

Киев – 2013

СОДЕРЖАНИЕ 2
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 2
ВВЕДЕНИЕ 2
РАЗДЕЛ 1 СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ДИФФЕРЕН-ЦИАЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ 18
1.1 Анализ проблемы построения систем питания электродуговых технологических устройств с отрицательным дифференциальным сопротивлением 18
1.2 Критерий устойчивости электрической дуги технологического микроплазмотрона постоянного тока 29
1.3 Определение условий устойчивости в системе источник тока – выпрямитель – индуктивность – электрическая дуга с отрицательным дифференциальным сопротивлением 34
1.3.1 Определение динамической устойчивости системы: источник тока – выпрямитель – электрическая дуга 35
1.3.2 Влияние на устойчивость горения электрической дуги коммутационного сопротивления однофазного мостового выпрямителя, работающего на R-L нагрузку 40
1.3.3 Влияние на устойчивость горения электрической дуги коммутационного сопротивления трехфазного мостового выпрямителя, работающего на R-L нагрузку 50
1.4 Системы электропитания для натриевых газорозрядных ламп высокого давления 59
1.4.1 Устойчивость высокочастотной электрической дуги переменного тока 61
Выводы по разделу 1 71
РАЗДЕЛ 2 СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ИСТОЧНИКА НАПРЯЖЕНИЯ В ИСТОЧНИК ТОКА ДЛЯ МИКРОПЛАЗМОТРОНОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА 73
2.1 Оптимизация массогабаритных показателей параметрических систем стабилизированного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей источника напряжения в источник тока 73
2.1.1 Сравнительный анализ Г-образных индуктивно-емкостных преобразователей по установленной мощности реактивных элементов с учетом характера нагрузки 77
2.1.2 Оптимизация установленной мощности элементов индуктивно-емкостных преобразователей с учетом перегрузочных режимов 101
2.1.3 Сравнение по массогабаритным показателям Г-образных схем ИЕП с согласующим трансформатором Г4-LC и схемы Г1-CL с совмещенным трансформатором-реактором 109
2.2 Регулирование уровня постоянного тока в параметрических системах стабилизированного тока 133
2.2.1 Исследование переходных и установившихся процессов в управляемом выпрямителе с питанием от ИЕП 134
2.2.2 Работа управляемого однофазного выпрямителя на активную нагрузку в режиме непрерывного тока 145
2.2.3 Работа управляемого однофазного мостового выпрямителя в режиме прерывистого тока в нагрузке с активной реакцией 147
2.2.4 Регулируемый токопараметрический преобразователь на основе однофазного тиристорного мостового выпрямителя, питающегося от мостового ИЕП 149
Выводы по разделу 2 155
РАЗДЕЛ 3 СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ КВАЗИРЕЗОНАНСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ СИСТЕМ ПЛАЗМЕННОГО ЗАЖИГАНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 158
3.1 Сравнительный анализ импульсных источников электропитания для систем плазменного зажигания газотурбинных двигателей 158
3.1.1 Однотактный преобразователь с обратным включением диода 163
3.1.2 Однотактный преобразователь с прямым включением диода 167
3.1.3 Квазирезонансные преобразователи с переключением при нулевом токе (КРП - ПНТ) 169
3.1.4 Квазирезонансные преобразователи с переключением при нулевом напряжении (КРП - ПНН) 175
3.2 Исследование электромагнитных процессов в двухполупериодном квазирезонансном преобразователе с переключением при нулевом токе 181
3.3 Определение нагрузочной и регулировочной характеристик двухполупериодного квазирезонансного преобразователя с переключением в нуле тока 190
3.4 Определение параметров квазирезонансного преобразователя с переключением в нуле тока при малых сопротивлениях плазменно-дуговой нагрузки 195
3.5 Источник тока на основе двухполупериодного квазирезонансного преобразователя с ПНТ 203
Выводы по разделу 3 211
РАЗДЕЛ 4 РЕГУЛИРОВАНИЕ И СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В ОДНОФАЗНОЙ СИСТЕМЕ ИНВЕРТОР – ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ – ТРАНСФОРМАТОР – НАГРУЗКА ПОСТОЯННОГО ТОКА 213
4.1 Регулирование уровня стабилизированного тока в однофазной системе инвертор – индуктивно-емкостной преобразователь – трансформатор – нагрузка постоянного тока 213
4.2 Регулирование выходного напряжения в инверторе в однофазной системе инвертор – индуктивно-емкостной преобразователь 226
4.3 Влияние активно-индуктивной нагрузки на электромагнитные процессы при регулировании выходного напряжения в инверторе в однофазной системе инвертор – индуктивно-емкостной преобразователь 235
4.4 Дискретно-параметрическая стабилизация выходного напряжения холостого хода в однофазной системе – инвертор – индуктивно-емкостный преобразователь 244
Выводы по разделу 4 252
РАЗДЕЛ 5 ОДНОФАЗНЫЕ LMC-ФИЛЬТРЫ ДЛЯ ИНВЕРТОРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ 2
5.1 Входной широкополосный LMC- фильтр 2
5.2 Способы коррекции нагрузочной характеристики выпрямительных установок с силовыми сетевыми фильтрами 2
5.3 Ограничение напряжения холостого хода выпрямительных установок с сетевым LMC-фильтром 2
5.4 Пассивный многофункциональный фильтр гармоник тока со стабилизацией выходного напряжения 272
Выводы по разделу 5 278
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 279
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 283
ПРИЛОЖЕНИЕ А Акты внедрения и использования результатов
диссертации 299

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ЭПРА – электронный пускорегулирующий аппарат
ПРА – пускорегулирующий аппарат
КПД – коэффициент полезного действия
ВАХ – вольтамперная характеристика
ИЕП – индуктивно-емкостной преобразователь
ГТД – газотурбинный двигатель
СП – система питания
ИП – источник электропитания
САР – системы автоматического регулирования
ЭДС – электродвижущая сила
ММДД – математическая модель динамической дуги
КЗ – короткое замыкание
СУ – схема управления
ШИМ – широтно-импульсная модуляция
ОПНО – однотактный преобразователь напряжения с обратным включением выпрямительного диода
ОПНП – однотактный преобразователь напряжения с прямым включением выпрямительного диода
ДПН – двухполупериодный преобразователь напряжения
ПНТ – переключение при нулевом токе
ПНН – переключение при нулевом напряжении
КРП – квазирезонанасный преобразователь
ОУ – операционный усилитель
ТТР – твердотельное реле

ВВЕДЕНИЕ

Более чем двухсотлетняя история развития электродуговых устройств с момента открытия академиком В.В. Петровым электрической дуги до настоящего времени дает впечатляющий пример развития науки и техники. В этих устройствах электрическая дуга стала технологическим инструментом, который нашел широкое применение в таких электротехнологиях, как: сварка плавящимся и неплавящимся электродами, плазменная сварка и резка, электродуговые печи, дуговые источники света, нагрев газа.
Стремительное развитие новых технологий с применением различных электродуговых устройств с отрицательным дифференциальным сопротивлением послужило причиной разработки системы электропитания для этих устройств. К таким технологиям относятся плазменное зажигание топлива в камерах сгорания газотурбинных двигателей наземного и бортового применения, хемилюминесцентные газоанализаторы, резка тонколистовых материалов, наружное освещение натриевыми лампами высокого давления.
При разработке и расчете систем электропитания для электродуговых устройств с отрицательным дифференциальным сопротивлением необходимо проводить анализ электрофизических процессов в цепях с электрической дугой. Без определения критериев устойчивого горения электрической дуги построение систем питания будет весьма затруднительным. Эти критерии устойчивости определяют количественные и качественные характеристики систем питания (СП), и соответственно будут влиять на их состав и структуру.
До настоящего времени критерии устойчивости для обдуваемой электрической дуги постоянного тока и высокочастотной дуги переменного тока с отрицательным дифференциальным сопротивлением не были разработаны и, поэтому осуществлять построение СП для таких дуг надо проводить с учетом требований, которые следуют из этих критериев. Поэтому развитие научно-технических основ построения, расчета и оптимизации СП технологических электродуговых устройств с отрицательным дифференциальным сопротивлением требует всестороннего исследования.
Решение этой научно - прикладной проблемы позволяет создать научно-технические основы расчета и проектирования высокоэффективных систем электропитания для широкого класса микроплазмотронов постоянного тока и натриевых ламп высокого давления для наружного освещения.
Для исследования электрических цепей с дугой необходимо выбрать математическую модель электрической дуги. Электрическая дуга - это разновидность электрического газового разряда между электродами в частично ионизированном газе. По сравнению с другими газовыми разрядами дуга проводит большой ток (от единиц до сотен ампер) при небольшом падении напряжения на ней (от десятков до сотен вольт).
Степень ионизации газа в дуге не превышает нескольких процентов, поскольку максимальная температура лежит в пределах от 5000 до 25000°С для различных видов дуг. Такой ионизированный газ называют низкотемпературной плазмой. Ионизированный газ электрически нейтрален, но скорости электронов намного больше скоростей ионов, и это приводит к тому, что ток дуги в основном электронный.
Электрическая дуга является специфичным элементом, который преобразует электрическую энергию в тепловую. Как любой тепловой объект электрическая дуга подчиняется закону сохранения энергии. При описании дуги как элемента электрической цепи с сосредоточенными параметрами решение краевой задачи со специфическими граничными условиями, а затем получение интегральных характеристик дуги интегрированием по всему объему, приводит к неоправданно громоздким результатам. Опыт показывает, что применение таких моделей крайне затруднительно.
Этих недостатков лишен способ построения математической модели динамической дуги [1,2], который рассматривает столб дуги феноменологически, как тепловой инерционный макрообъект и оперирует со статической вольтамперной характеристикой как с заданной функцией. Поэтому для определения условия устойчивости горения электрической дуги постоянного тока с обдувом целесообразно использовать математическую модель динамической дуги.
Актуальность темы. В современных передовых сферах науки, техники и промышленности широко применяются электродуговые технологии, в которых используются слаботочные устройства (ток 1 ... 10А и напряжение 50 ... 600В) с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Большой класс таких устройств представляют микроплазмотроны постоянного тока с обдувом электрической дуги. Больше всего используются эти микроплазмотроны для резки тонколистовых материалов и нагрева газа. Они нашли применение также как плазменные системы зажигания в камерах сгорания газотурбинных двигателей различного назначения. Среди электродуговых устройств переменного тока с отрицательным дифференциальным сопротивлением широкое применение получили электронные пускорегулирующие аппараты с индуктивным балластом для натриевых ламп высокого давления, которые используются для наружного освещения. Для повышения энергетической эффективности электродуговых устройств с отрицательным дифференциальным сопротивлением нужно установить связь между системами их питания и электрической дугой как нелинейной нагрузкой и определить критерии устойчивости ее горения. Для этого нужно определиться с моделью электрической дуги, которая является элементом электрической цепи в системе питания. Значительные работы по теории систем питания электрической дуги в этом направлении стали появляться лишь в последние десятилетия. Из них наиболее важными являются работы таких отечественных и зарубежных ученых, как Патон Б.Е., Лебедев В.К., Кривцун И.В., Заруба И.И., Пентегов И.В., Сидорец В.Н., Новиков А.Я., Свирчук Ю.С., Егоров В.Н., Лесков Г.И., Заруди М.Е. и другие. Значительный вклад в исследование систем питания с нелинейной нагрузкой сделано такими учеными, как Шидловская Н.А., Щерба А.А., Вовченко А.И., Сенько В.И., Юрченко Н.Н., Павлов В.Б., Юрченко О.Н.
В основу построения систем питания с балластным сопротивлением для электродуговых устройств постоянного тока с отрицательным дифференциальным сопротивлением положен критерий Кауфмана. При использовании токовой системы для питания этих устройств необходимо определить условие устойчивого горения дуги и основные требования к системе. Эти системы (например, на основе индуктивно-емкостных преобразователей) имеют высокие показатели коэффициента полезного действия, коэффициента мощности, малую постоянную времени и, при оптимизации их массогабаритных показателей, имеют значительные преимущества перед существующими системами с балластным сопротивлением и индуктивностями рассеяния. Значительное улучшение массогабаритных показателей следует ожидать от применения для питания этих нагрузок инверторных систем с токовыми выходными характеристиками. А их главный недостаток при питании от сети через выпрямитель с выходным емкостным фильтром (плохой гармонический состав тока потребления) можно устранить применением специальных фильтров.
Для повышения энергетической эффективности этих систем питания нужно было проанализировать электрофизические процессы в электродуговых нагрузках постоянного и переменного токов с отрицательным дифференциальным сопротивлением и провести оптимизацию систем питания с токовыми внешними характеристиками. Это требует учета параметров и характеристик этих нелинейных нагрузок, определения условий устойчивости горения электрической дуги, проведения комплекса исследований по структурной и параметрической оптимизации систем питания. Поэтому развитие научно-технических основ построения, расчета и оптимизации систем питания технологических электродуговых устройств постоянного и переменного токов с отрицательным дифференциальным сопротивлением является важной и актуальной научно-прикладной проблемой.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в Институте электродинамики НАН Украины согласно планам НИР по темам:
- государственный регистрационный номер 01830068110 «Разработать принципы построения, методы анализа, расчета и схемной реализации систем электротехнического обеспечения новых электрофизических методов обработки материалов», выполнена в соответствии с Постановлением Президиума АН УССР от 17.11.82 г., протокол № 487 (1983-1986 г. г.);
- государственный регистрационный номер 01.86.0087255 «Разработать и исследовать гибридные токовые системы на основе полупроводниковых и параметрических электромагнитных преобразователей для электропитания промышленного технологического оборудования», выполнена в соответствии с Постановлением Президиума АН УССР от 27.12.85 г., протокол № 474 (1986-1990 г . г.)
- государственный регистрационный номер 01910006206 «Развить теорию регулируемых гибридных токовых систем и на ее основе создать высокочастотные регуляторы и преобразователи тока для плазменно-дуговых процессов», выполнена согласно Постановлению Бюро ОФТПЭ АН УССР от 3.12.1990 г., протокол № 8 (1991-1994 г.г.);
- государственный регистрационный номер 0195Ư008088 «Развить теорию, создать методы расчета и оптимизации токовых систем электропитания новых прогрессивных технологий обработки материалов», выполнена согласно Постановлению Бюро ОФТПЭ НАН Украины от 27.12.94 г., протокол № 9 (1995 1998г.г.)
- государственный регистрационный номер 0199Ư002150 «Провести теоретические исследования, разработать методы расчета и оптимизации токовых систем электропитания электродуговых нагрузок непрерывной, импульсной и импульсно-периодического действия», выполнена согласно Постановлению Бюро ОФТПЭ НАН Украины от 11.03.99 г., протокол № 3 (1999 - 2002 г.г.);
- государственный регистрационный номер 0103Ư000355 «Разработать и исследовать гибридные токовые системы на основе полупроводниковых и параметрических электромагнитных преобразователей для электропитания промышленных технологических установок», выполнена согласно Постановлению Бюро ОФТПЭ НАНУ, протокол № 5 от 5.03.02 г. (2003 2006г.г.) ;
-государственный регистрационный номер 0107U001693 «Исследование и разработка силовых широкополосных частотных фильтров для полупроводниковых преобразователей электроэнергии, питающих мощные нелинейные нагрузки технологического назначения» выполнена согласно Постановлению Бюро ОФТПЭ НАНУ, протокол № 1 от 23.01.07 г. (2007 20011р.р.) .
В указанных научно-исследовательских работах автор был ответственным исполнителем этих НИР и разработал основные концепции построения токовых систем питания для электродуговых устройств с отрицательным дифференциальным сопротивлением, определил критерии устойчивости горения электрической дуги постоянного тока с обдувом и высокочастотной дуги, провел оптимизацию токовых систем.
Цель и задачи исследований. Целью работы является развитие научно-технических основ построения, расчета и оптимизации систем питания технологических электродуговых устройств постоянного и переменного токов с отрицательным дифференциальным сопротивлением на основе математической модели динамической дуги и уравнения динамики цилиндрического столба электрической дуги переменного тока путем определения условий устойчивого горения дуги в этих устройствах и требований к системам их питания.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Определить критерий устойчивости горения дуги в системе «источник тока - электрическая дуга с обдувом и отрицательным дифференциальным сопротивлением» и на его основании сформулировать требования к этой системе.
2. Определить условие устойчивого горения электрической дуги с отрицательным дифференциальным сопротивлением для системы «источник тока - мостовой выпрямитель - индуктивность - электрическая дуга» при малых отклонениях тока дуги.
3. Найти условие устойчивого горения в индуктивной цепи с высокочастотной электрической дугой фиксированной длины, которая стабилизирована стенками канала.
4. Определить целесообразные схемотехнические варианты индуктивно-емкостных преобразователей (ИЕП) и провести оптимизацию Г-образных схем ИЕП с учетом комплексного сопротивления нагрузки.
5. Разработать метод расчета выходного тока управляемого выпрямителя, который питается от симметричных схем ИЕП.
6. Провести анализ электромагнитных процессов в двухполупериодного квазирезонансного преобразователи с переключением тока в нуле и получить его интегральные характеристики и условия такого переключения при заданном минимальном значении сопротивления нагрузки с учетом параметров преобразователя и нагрузки.
7. Провести анализ электромагнитных процессов в системе «инвертор - индуктивно-емкостной преобразователь - нагрузка постоянного тока» при несимметричном управлении транзисторами инвертора.
8. Провести коррекцию выходной характеристики выпрямителя с емкостным фильтром и LMC-фильтром в режиме малых токов для ограничения повышения напряжения на нагрузке.
Объектом исследования являются системы питания технологических электродуговых устройств с дугой постоянного и переменного токов с отрицательным дифференциальным сопротивлением.
Предметом исследований является теория построения и методы расчета систем питания электрической дуги постоянного тока с обдувом и высокочастотной дуги переменного тока с отрицательным дифференциальным сопротивлением.
Методы исследований. При решении поставленных в диссертации задач использовались методы расчета линейных электрических цепей, операторный метод расчета переходных процессов в электрических цепях, методы теории автоматического регулирования, спектрально-операторный метод, теория дифференциальных уравнений и метод разностных уравнений, а также методы математического моделирования с использованием программ «Simulink ».
Научная новизна полученных результатов:
1. Впервые для системы «источник тока - электрическая дуга с обдувом и отрицательным дифференциальным сопротивлением» на основании математической модели динамической дуги определен критерий устойчивости горения дуги, который выполняется при независимом от сопротивления нагрузки и сглаженном токе дуги.
2. Впервые определен критерий устойчивости горения электрической дуги с отрицательным дифференциальным сопротивлением для системы питания «источник тока - мостовой выпрямитель - индуктивность - электрическая дуга». Определенный критерий устойчивости совпадает с критерием Кауфмана, где функцию балластного сопротивления выполняет коммутационный сопротивление мостового выпрямителя.
3. Доказано, что условием устойчивого горения высокочастотной электрической дуги переменного тока фиксированной длины, которая стабилизирована стенками канала, является неравенство ωL R (I0), которое позволяет в зависимости от активного сопротивления дуги и частоты тока определить необходимую величину индуктивности в электрической цепи дуги.
4. Разработан новый метод расчета выходного тока управляемого выпрямителя с питанием от симметричных схем ИЕП с учетом фазы включения выпрямителя в сеть питания, который показывает независимость выходного тока от относительного сопротивления нагрузки и определяет диапазон регулирования тока.
5. Впервые для двухполупериодного квазирезонансного преобразователя с переключением в нуле тока определено условие переключения при минимальном значении сопротивления нагрузки с учетом параметров преобразователя и нагрузки, которое обеспечивает переключение транзисторов в нуле тока при минимальном значении сопротивления нагрузки.

Практическое значение полученных результатов:
Теоретические исследования позволили с новых позиций подойти к практической реализации систем питания электродуговых устройств с отрицательным дифференциальным сопротивлением.
1. Предложено, разработано и экспериментально проверено построение и методики расчета систем стабилизированного тока с питанием от сетей переменного и постоянного токов с промежуточным преобразованием частоты для нагрузок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.
2. Созданы и испытаны экспериментальные образцы агрегатов плазменных систем зажигания с питанием от бортовой сети 400Гц, 105В и сети постоянного тока 27В в соответствии с научно-исследовательскими работами, которые выполнялись с Центральным институтом авиационного моторостроения (г. Москва).
3. Разработаны системы питания - электронные пускорегулирующие аппараты с индуктивным балластом для натриевых ламп высокого давления, которые серийно выпускаются фирмой «Cisnetcom» (Италия).
Результаты теоретических и экспериментальных исследований также нашли применение и внедрение в Институте импульсных процессов и технологий НАН Украины и научно-производственном предприятии «Эладин» (г. Николаев).
Оригинальность основных технических результатов подтверждена полученными на них авторским свидетельством СССР № 1484270 и патентами Украины (№ 6830, № 57985).
Личный вклад соискателя. Научные положения и результаты, представленные в диссертационной работе, получены соискателем самостоятельно. В работах, опубликованных в соавторстве, диссертанту принадлежит: в [3,4] - использование математической модели динамической дуги для определения критерия устойчивости горения электрической дуги с обдувом и отрицательным дифференциальным сопротивлением на основе уравнения баланса мощностей; в [5] - применение комплексного сопротивления нагрузки в решениях матричного уравнения контурных токов в схемах ИЕП Г-образной структуры; в [6] - сравнительный анализ Г-образных схем ИЕП с учетом характера нагрузки; в [7] - определение выражений, характеризующих изменение текущего значения относительной установленной мощности в номинальном режиме, у [8] - сравнение по массогабаритным показателям схемы ИЕП Г4-LC с согласующим трансформатором со схемой Г1-CL с совмещенным трансформатором-реактором; в [9] - проведен анализ схем однотактным преобразователей с прямым и обратным включением выпрямительного диода; в [10] - обоснован выбор схемы с переключением транзисторов в нуле тока квазирезонансного преобразователя, проведены экспериментальные исследования по определению устойчивого горения электрической дуги микроплазмотрона, [11,12] - предложено использовать для анализа электромагнитных процессов в квазирезонансного преобразователи с переключением в нуле тока метод разностных уравнений, этим методом проведен расчет, и экспериментальные исследования временных и интегральных характеристик преобразователя, [13,14] - при малых сопротивлениях электрической дуги предложена методика определения параметров квазирезонансного преобразователя с переключением в нуле тока, проведены экспериментальные исследования по проверке этой методики, [15] - для уменьшения динамических потерь предложено при широтно-импульсном регулировании применять несимметричное управления транзисторами, [16] - проведен анализ регулирования уровня стабилизированного тока нагрузки в однофазной системе инвертор - ИЕП, [17] - в системе инвертор - ИЕП - трансформатор, которая реализована в среде Simulink, проанализированы электромагнитные процессы при несимметричном управлении транзисторами инвертора; в [18] - предложено с помощью трансформаторно-ключевых исполнительных структур в дополнительной обмотке трансформатора стабилизировать напряжение холостого хода; в [19] - проведен расчет электромагнитных процессов в мостовом последовательном резонансном инверторе с контурами смещения; в [20] - определено влияние параметров элементов LMC-фильтра на жесткость нагрузочной характеристики и коэффициент гармоник тока; в [21] - предложено изменением емкости конденсатора LMC-фильтра регулировать напряжение на его выходе; в [22] - предложено отключать конденсатор LMC -фильтра при максимальном напряжении нагрузки, а подключать при заданном значении тока нагрузки; в [23] - предложено осуществлять плавное регулирование выходного напряжения с помощью ключа, который стоит в поперечной индуктивности LMC-фильтра, на частоте сети за счет изменения момента включения конденсатора; в [24, 25, 26] - в соответствии со справками о творческом вкладе авторов изобретений.
Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на 9-ти международных, 3-х всесоюзных научно-технических конференциях, в частности: всесоюзных научно-технических конференциях «Проблемы преобразовательной техники» (Киев, 1987, 1991 г.г.), «Электрический разряд в жидкости и его применение в промышленности» (Николаев, 1988.); международных научно-технических конференциях «Силовая электроника и энергоэффективность» (Алушта, АР Крым, 1998г.), «Проблемы современной электротехники» (Киев, 2000, 2001 г.г.; Винница, 2012г.), «Ресурсо- и энергосберегающие технологии в машинобудування» (Одесса, 1995, 1996 г.г.), «Производство и ремонт механизмов и машин в условиях конверсии» (АР Крым, 1995г.), «Ресурсоэнергосбережение в рыночных отношениях» (АР Крым, 1999, 2004 г.г.).
Публикации. По результатам исследований по теме диссертации соискателем опубликовано 22 статьи в научных специализированных изданиях Украины (из которых 2 публикации в изданиях, входящих в международную базу данных), 1 авторское свидетельство и 2 патента Украины. Опубликовано 12 докладов на научно-технических конференциях.

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации получены новые научно обоснованные результаты, которые решают научно-прикладную проблему дальнейшего развития научно-технических основ построения, расчета и оптимизации систем питания технологических электродуговых устройств постоянного и переменного токов с отрицательным дифференциальным сопротивлением путем определения критериев устойчивости горения электрической дуги и определения требований к системам питания и их оптимизации. Эти результаты в своей совокупности имеют существенное значение для повышения энергетической эффективности систем питания микроплазмотронов постоянного тока, электронных пускорегулирующих аппаратов для натриевых ламп высокого давления и т.п.
Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:
1. На основании анализа существующего состояния проблемы повышения энергетической эффективности систем питания технологических электродуговых устройств постоянного и переменного токов с отрицательным дифференциальным сопротивлением обоснована целесообразность развития научно-технических основ построения, расчета и оптимизации этих систем путем определения критериев устойчивости горения электрической дуги постоянного тока с обдувом и высокочастотной электрической дуги фиксированной длины и определение требований к системам их питания.
2. На основе математической модели динамической дуги проведено исследование устойчивости системы «источник постоянного тока – электрическая дуга с обдувом и отрицательным дифференциальным сопротивлением». Из характеристического уравнения этой системы определено условие устойчивости. Показано, что в качестве источника тока следует рассматривать источник сглаженного тока, не зависящего от величины сопротивления нагрузки.
3. Для системы «источник тока – мостовой выпрямитель – индуктивность – операторное сопротивление дуги» при малых отклонениях тока определено условие устойчивого горения электрической дуги. Это условие совпадает по форме с критерием Кауфмана, но функцию балластного сопротивления выполняет коммутационное сопротивление мостового выпрямителя. Значение индуктивности, вычисленное по найденному условию устойчивости, отличается менее, чем на 10% от значения индуктивности, которое определено экспериментально.
4. Определено условие устойчивости стационарных режимов в индуктивной цепи переменного тока высокой частоты с электрической дугой на основании уравнения динамики цилиндрического ствола дуги фиксированной длины, стабилизированной стенками канала. Получено условие устойчивости, которое позволяет определить величину индуктивности в зависимости от статического сопротивления высокочастотной электрической дуги, и подтверждается экспериментальными исследованиями работы ЭПРА с газоразрядными натриевыми лампами высокого давления.
5. Проведена оптимизация массогабаритных показателей реактивных элементов Г-образных схем ИЕП с учетом характера нагрузки. Определены формулы для вычисления установленных относительных мощностей элементов Г-образных схем ИЕП с учетом характера нагрузки, которые позволяют проводить расчет и проектирование ИЕП, а также проводить их сравнительный анализ. С Г-образных схем ИЕП меньшими установленными мощностями реактивных элементов во всем диапазоне изменения характера нагрузки обладает схема Г5-СL. При индуктивной нагрузке минимальная установленная относительная мощность реактора равна = 0,29, при емкостной нагрузке минимальная установленная относительная мощность конденсатора равна = 0,29.
6. Разработан метод расчета переходного и установившегося процессов в нагрузке управляемого выпрямителя, питающегося от симметричных схем ИЕП, представленных четырехполюсником. В основу данного метода положено решение конечно-разностного уравнения четырехполюсника и использование коммутационных функций управляемого выпрямителя. Этот метод позволяет определить временные и интегральные характеристики тока нагрузки и дает хорошее совпадение теоретических и экспериментальных результатов.
7. С использованием метода разностных уравнений получены аналитические зависимости для выходного тока квазирезонансного двухполупериодного преобразователя с переключением в нуле тока с учетом таких параметров нагрузочного цепи, как индуктивность и активное сопротивление. На основании этих зависимостей рассчитаны его нагрузочная и регулирующая характеристики. Последняя, имея линейный характер, позволяет осуществлять стабилизацию выходного тока.
8. Определена зависимость функции переключения транзисторов в нуле тока квазирезонансного двухполупериодного преобразователя от параметров нагрузки и преобразователя, которая позволяет расчетным путем определить эти параметры, и обеспечивает переключение транзисторов в нуле тока при любом заданном значении минимального сопротивления нагрузки.
9. Проведенный анализ электромагнитных процессов в однофазной системе «инвертор – индуктивно-емкостной преобразователь – нагрузка постоянного тока» при несимметричном управлении транзисторами инвертора для активной и активно-индуктивной нагрузки показал, что при таком управлении снижаются динамические потери, так как отсутствуют дополнительные импульсы в напряжении на диагонали инвертора, и, следовательно, этот метод регулирования тока можно рекомендовать для использования.
10. Предложен способ дискретно-параметрической стабилизации выходного напряжения холостого хода в однофазной системе «инвертор – индуктивно-емкостной преобразователь – трансформатор – нагрузка постоянного тока» при изменении напряжения питания, который по сравнению с ШИМ-регулированием не имеет узлов с дополнительными потерями мощности и имеет более простую схему управления и высокую надежность. Устройство дискретно-параметрической стабилизации выходного напряжения холостого хода защищено патентом Украины.
11. Предложен и реализован способ коррекции нагрузочной характеристики нагрузки выпрямителя с емкостным фильтром и LMC-фильтром, основанный на управляемом переключении емкости LMC-фильтра в зависимости от значения напряжения на нагрузке, который позволяет в режиме малых токов ограничить повышение напряжения на нагрузке в заданных диапазонах его изменения. Разработан многофункциональный LMC-фильтр гармоник тока, включение которого на вход однофазного мостового выпрямителя с емкостным фильтром позволило улучшить его THDi с 69% до 5%.
12. Обоснованность и достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций базируется на корректном использовании математических методов теории автоматического регулирования, спектрально-операторного метода, метода разностных уравнений, а также методов математического моделирования с использованием программ «Simulink» и согласовании новых теоретических положений с экспериментальными данными и их практической апробацией.
13. Результаты работы внедрены на фирме «Cisnetcom» (Италия), где серийно выпускаются электронные пускорегулирующие аппараты с индуктивным балластом. Изготовлены и испытаны экспериментальные образцы агрегатов плазменных систем зажигания в Центральном институте авиационного моторостроения (Россия, г. Москва). Результаты теоретических и экспериментальных исследований нашли практическое применение и внедрение также в Институте импульсных процессов и технологий НАН Украины и в научно-производственном предприятии «Эладин» (г. Николаев).
Результаты работы рекомендуются к дальнейшему внедрению на предприятиях электротехнического профиля соответствующих министерств Украины.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Пентегов И.В. Математическая модель столба динамической электрической дуги / Пентегов И.В. // Автом. сварка. – 1976. – №6. – С. 8-12.
2. Сидорец В.Н. Обобщенная модель электрической дуги и ее приложения: дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.09.05 / Сидорец Владимир Николаевич – К.,1991. – 223 с.
3. Волков И.В. Системы плазменного зажигания топлив газотурбинных двигателей автономных объектов /Волков И.В., Губаревич В.Н., Спирин В.М., Попов О.А., Кюрегян Н.С. // Труды ІІІ Международной научно-технической конференции «Unconventional electromechanical systems and electrical systems». – Alushta, Ukraine. – 1997. – С 1281-1284.
4. Волков И.В. Устойчивость системы источник тока – электрическая дуга с отрицательным дифференциальным сопротивлением /Волков И.В., Губаревич В.Н., Спирин В.М. // Техн. електродинаміка – 1998 – №4. – С.43-45.
5. Кабан В.П. Расчет основных параметров индуктивно-емкостных преобразователей с учетом характера нагрузки /Кабан В.П., Матвеев В.Ю., Губаревич В.Н., Спирин В.М. // Праці ІЕД НАН України. – 2008. – №21. – С.118-121.
6. Кабан В.П. Сравнительный анализ простейших схем индуктивно-емкостных преобразователей по установленной мощности реактивных элементов /Кабан В.П., Матвеев В.Ю., Губаревич В.Н., Спирин В.М. // Праці ІЕД НАН України. – 2009. – №24. – С. 94-99.
7. Кабан В.П. Минимизация установленной мощности элементов индуктивно-емкостных преобразователей с учетом перегрузочных режимов /Кабан В.П., Матвеев В.Ю., Губаревич В.Н., Спирин В.М. // Праці ІЕД НАН України. – 2003. – №2. – С. 54-57.
8. Волков И.В. Зарядное устройство с совмещенным трансформатором-реактором индуктивно-емкостного преобразователя/Волков И.В., Губаревич В.Н., Чиженко А.И., Спирин В.М. // Техн. електродинаміка. Спец. вип. 2. «Силовая электроника и энергоэффективность». – 1998. – Т.2. – С. 82-85.
9. Губаревич В.Н. Сравнительный анализ импульсных источников электропитания агрегатов зажигания газотурбинных двигателей / Губаревич В.Н., Спирин В.М. // Праці ІЕД НАН України.: «Електроенергетика». – 2001. – С. 37-42.
10. Губаревич В.Н. Источники электропитания агрегатов зажигания газотурбинных двигателей на базе импульсных квазирезонансных преобразователей / Губаревич В.Н., Спирин В.М., Кабан В.П. // Праці ІЕД НАН України. – 2002. – №1(1). – С. 44-51.
11. Волков И.В. Источник электропитания на основе квазирезонансного инвертора для систем зажигания газотурбинных двигателей / Волков И.В., Губаревич В.Н., Спирин В.М. // Техн. електродинаміка. Темат. вип. – 2000. – № 4 – С. 96-99.
12. Волков И.В. Источник электропитания на основе квазирезонансного инвертора для систем зажигания газотурбинных двигателей /Волков И.В., Губаревич В.Н., Спирин В.М. // Техн. електродинаміка. Темат. вип. – 2002. – № 6 – С. 58-60.
13. Губаревич В.Н. Определение параметров квазирезонансного преобразователя с переключением в нуле тока при малых сопротивлениях плазменно-дуговой нагрузки /Губаревич В.Н., Спирин В.М. // Техн. електродинаміка. Темат. вип. – 2003. – № 6 – С. 34-36.
14. Губаревич В.Н. Определение параметров квазирезонансного преобразователя с переключением в нуле тока при малых сопротивлениях плазменно-дуговой нагрузки / Губаревич В.Н., Спирин В.М. // Праці ІЕД НАН України. – 2004. – №2(8). – С. 45-48.
15. Губаревич В.М. Часові засоби регулювання стабілізованого струму в системі мостовий інвертор – індуктивно-ємнісний перетворювач/ Губаревич В.М., Спірін В.М. // Праці ІЕД НАН України. – 2008. – Вип. 20. – С. 72-73.
16. Губаревич В.Н. Регулирование уровня стабилизированного тока в однофазной системе инвертор – индуктивно-емкостной преобразователь/ Губаревич В.Н., Подольный С.В., Спирин В.М., Кабан В.П. // Праці ІЕД НАН України. – 2009. – №24. – С. 89-94.
17. Губаревич В.Н. Регулирование выходного напряжения в инверторе в однофазной системе инвертор – индуктивно-емкостной преобразователь /Губаревич В.Н., Подольный С.В., Спирин В.М., Кабан В.П. // Праці ІЕД НАН України. – 2010. – № 25. – С. 114-118.
18. Губаревич В.М. Параметрична стабілізація напруги холостого ходу в однофазній системі інвертор – індуктивно-ємнісний перетворювач/Губаревич В.М., Спірін В.М., Гребенюк В.Г., Салко С.В. // Праці ІЕД НАН України. – 2010. – Вип. 27. – С. 93-97.
19. Волков И.В. Тиристорный резонансный последовательный инвертор с контурами смещения / Волков И.В., Губаревич В.Н., Спирин В.М., Салко С.В. // Техн. електродинаміка. – 1999. – № 3. – С. 36-39.
20. Губаревич В.М. Вхідний широкополосний LMC-фільтр для однофазної випрямної установки (однофазного випрямляча) /Губаревич В.М., Спірін В.М., Салко С.В., Гребенюк В.Г. // Техн. електродинаміка. – 2005. – №3. – С.42-43.
21. Волков И.В. Способы коррекции нагрузочной характеристики выпрямительных установок с силовыми сетевыми фильтрами /Волков И.В., Губаревич В.Н., Спирин В.М., Салко С.В., Гребенюк В.Г. // Техн. електродинаміка. – 2004. – №5. – С. 15-17.
22. Волков И.В. Ограничение напряжения холостого хода выпрямительных установок с сетевым LMC-фильтром / Волков И.В., Губаревич В.Н., Спирин В.М., Салко С.В., Гребенюк В.Г. // Праці ІЕД НАН України. – 2004. – №3. – С. 111-113.
23. Волков І.В. Регулювання вихідної напруги у випрямних установках з вхідними LMC-фільтрами / Волков І.В., Губаревич В.М., Спірін В.М., Салко С.В. // Праці ІЕД НАН України. – 2008. – №19. – С. 106-110.
24. А.c. 1484270 СССР, МПК (1989) Н05В 7/18, G05 F3/06 Устройство для запуска и питания плазменно-дуговой установки постоянного тока /Волков И.В., Губаревич В.М., Спирин В.М., Музыченко Ю.А., Кюрегян Н.С., Попов О.А., Низамов И.Г. // (СССР (SV)). – № 1484270 А1; заявл. 06.04.87; опубл. 05.05.89, Бюл. № 7.
25. Пат. UA 6830 Україна, МПК (1995) G05 F3/06, НО5В 7/18. Пристрій для запуску та живлення плазмо дугової установки постійного струму / Волков І.В., Губаревич В.М., Спірін В.М., Адамович С.Б., Кюрегян Н.С., Попов О.А., Низамов И.Г.; заявник та патентоутримувач Інститут електродинаміки АН України (UA); заявл. 16.09.93; опубл. 31.03.95, Бюл. №1.
26. Пат. UA 57985 Україна, МПК (2011.01) НО2М 7/42 Джерело живлення незмінного струму із стабілізацією напруги холостого ходу / Волков І.В., Губаревич В.М., Спірін В.М., Зозулев В.І., Гребенюк В.Г., Салко С.В.; власник Інститут електродинаміки АН України (UA); заявл. 25.08.10; опубл. 25.03.11. Бюл. №6.
27. Рубцов В.П. Исследование влияния пульсаций выпрямленного напряжения на устойчивость горения электрической дуги/Рубцов В.П., Нехамин И.С. // Вестник Московского энергетического института. – 2009. – № 2. – С. 110-116.
28. Киреев К.В. Анализ устойчивости электродуговой системы постоянного тока с шунтированной дугой /Киреев К.В. // Электрика. – 2012. –№ 3. – С. 27-30.
29. Воронов А. Ю. Математическая модель сжатой электрической дуги в канале плазматрона /Воронов А. Ю., Герасимов В. А. // Вологдинские чтения. –Владивосток: Дальневосточный федеральный университет, 2009. – № 73. – С. 97-98.
30. Воронов А. Ю. Электрическая дуга в канале плазматрона при случайных газодинамических возмущениях/Воронов А.Ю., Герасимов В.А. //Вологдинские чтения. – Владивосток: Дальневосточный федеральный университет, 2009. – № 73. – С. 95.
31. Воронов А. Ю. Исследование модели системы автоматической стабилизации тока дуги в канале плазматрона/Воронов А.Ю., Герасимов В.А. // Вологдинские чтения. –Владивосток: Дальневосточный федеральный университет, 2009. – № 73. – С. 96.
32. Ханнанов A.M. Статическая модель плазмы в среде Mathlab /Ханнанов A.M. // Вологдинские чтения. –Владивосток: Дальневосточный федеральный университет, 2005. – № 53. – С. 54-55.
33. Сидорец В. Н.. Применение обобщенной модели динамической дуги для исследования источников питания с емкостным ограничением сварочного тока /Сидорец В. Н., Кункин Д. Д. // Техн. електродинаміка. – 2012. – № 3. –С. 105-106.
34. Бушма А. И. Автоколебания в цепи с лазерно-дуговым разрядом как основа новых импульсных технологий/Бушма А. И., Жерносеков А. М. // Техн. електродинаміка. – 2012. – № 2. – С. 103-104.
35. Андрианов А. А. Оптимизация режимов стабилизации сварки коррозионностойких сталей переменным током: дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.03.06 /Андрианов Александр Анатолиевич – К., 2010. – 185 с.
36. Романовский Г.Ф. Результаты экспериментальных исследований плазмотронов малой мощности / Романовский Г.Ф., Матвеев И.Б., Сербин С.И. // Судовое машиностроение: – Николаев. – НКИ. – 1982 – С. 3-9.
37. Привалов В.Д. Вопросы построения управляемых источников тока / Привалов В.Д. // Теория электрической дуги в условиях вынужденного теплообмена. – Новосибирск: Наука. – 1977. – С. 205-210.
38. Тамкиви П.П. Тиристорные источники плазмотронов постоянного тока / Тамкиви П.П., Техвер Х.Х., Ургас Э.Э. // Материалы VII Всесоюзной конференции по генераторам низкотемпературной плазмы: – Алма-Ата. – Алма-Атинский энергетический институт. – 1977. – т. ІІІ. – С. 195-198.
39. Романовский Г.Ф. Устойчивость системы источник питания – плазмотрон постоянного тока с учетом реальных условий эксплуатации / Романовский Г.Ф., Скороходов В.А., Матвеев И.Б. // Техн. електродинаміка. – 1985. – № 6. – С. 39-44.
40. Егоров В.М. Некоторые задачи устойчивости горения электрической дуги / Егоров В.М., Новиков О.Я. // Теория электрической дуги в условиях вынужденного теплообмена. Новосибирск: Наука. – 1977. – С. 163-173.
41. Матвеев И.Б. Системы плазменного воспламенения токов газотурбинных двигателей / Матвеев И.Б., Овсянников В.Н., Рябенький В.М., Губаревич В.Н., Спирин В.М., Данильев И.Л. – К. ИЭД АН УССР, 1989 – 36с. – (Препринт / АН Украины, Институт электродинамики, ИЭД 1989. – 630).
42. Овсянников В.Н. Использование метода среднегеометрических расстояний при расчете источников тока на базе трансформаторов с повышенным рассеянием / Овсянников В.Н. // Плазменное воспламенение и сжигание топлив: Николаев. – НКИ. – 1989. – С. 48-50.
43. Булгаков А.А. Новая теория управляемых выпрямителей / Булгаков А.А. – М.: Наука – 1970. – 319 с.
44. Поссе А.В. Замена выпрямителя эквивалентным генератором для расчета переходных процессов / Поссе А.В. //Энергетика и транспорт. – 1965. – №4. – С. 19-34.
45. Булгаков А.А. Обобщенная модель вентильных преобразователей / Булгаков А.А. Электричество. – 1993. – №3. – С. 25-31.
46. Милях А.Н. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей / Милях А.Н., Волков И.В. – К.: Наукова думка, 1974. – 216 с.
47. Принципы построения и оптимизация схем индуктивно-емкостных преобразователей / [Волков И.В., Губаревич В.Н., Исаков В.Н., Кабан В.П.] – К.: Наукова думка, 1981. – 173с.
48. Спирин В.М. Энергетические характеристики зарядного устройства с индуктивно-емкостным преобразователем источника напряжения в источник тока / Спирин В.М., Курач А.М., Вильский Г.Б. // Оптимизация устройств энергетической электроники. – К.: Наукова думка, 1981. – С. 158-161.
49. Залесский A.M. Электрическая дуга отключения / Залесский A.M. – М – Л.: Госэнергоиздат., 1963. – 266 с.
50. Милях А.Н. Индуктивно-емкостные преобразователи источников напряжения в источники тока /Милях А.Н., Кубышин Б.Е., Волков И.В. – К.: Наукова думка. – 1964. – 306 с.
51. Под редакцией Чемоданова Б.К. Математические основы теории автоматического регулирования / Чемоданов Б.К. – М.: Высшая школа. – 1977. – Том 2. – 517 с.
52. Под редакцией Ковалева Ф.И., Мостковой Г.П. Полупроводниковые выпрямители / Ковалев Ф.И., Мосткова Г.П. – М.: Энергия, 1978. – 448 с.
53. Руденко В.С. Преобразовательная техника /Руденко В.С., Сенько В.И., Чиженко И.М. – К.: Вища школа. – 1978. – 422 с.
54. Smith I.R. Rectifier operation with a constant current source /Smith I.R., Nisar P.A. // – Intern J. of Elect. Eng. Education – Feb. 1972. – Vol. 10, №1. – P. 58-63.
55. Булгаков А.А. Вентильная электромеханика / Булгаков А.А. – М.: Наука. – 1993. – 273 с.
56. Говоров Ф.П. К вопросу об индуктивности разрядных ламп /Говоров Ф.П., Говоров В.Ф., Терешин В.Н., Денисенко В.Н // Техн. електродинаміка. Тем. вип.: «Проблеми сучасної електротехніки». – 2006. – Ч.4. – С. 43-48.
57. Евстифеев А. Особенности построения балластов для ламп высокого давления / Евстифеев А // Силовая электроника . – 2008. – №3. – С. 132-136.
58. Говоров Ф.П. К вопросу о реактивной мощности в осветительных установках с разрядными лампами /Говоров Ф.П., Говоров В.Ф. Четверникова И.М. // Техн. електродинаміка. Тем. випуск: «Проблеми сучасної електротехніки». – 2008. – №5. – С. 13-17.
59. Горбунов А.И. Оценка эффективности применения электромагнитных и электронных пускорегулирующих аппаратов для натриевых газоразрядных ламп высокого давления /Горбунов А.И., Денисенко В.П., Жаровский С.Н. // Світлолюкс. – 2005. – №2. – С. 2-8.
60. Seung-Hee Lee. A novel power controller for electronic ballast for HID lamp / Seung-Hee Lee, Chi-Hwan Lee // Power electronics. May 2003.
61. Поляков В.Д. Источники питания разрядных ламп высокого давления /Поляков В.Д. // Силовая электроника .– 2009. – №4.
62. Поляков В.Д. Специфика расчета электронных балластов разрядных ламп высокого давления / Поляков В.Д. // Силовая электроника .– 2009. – №5.
63. Lee I.K. A High Efficiency MHD Lamp Ballast a Frequency Controlled Synchronous Rectifier / Lee I.K. Cho B.H. // APEC 2004, Vol 2.
64. Ponce M. Analysis and design of igniters for HID lamps fed with square waveforms /Ponce M., Flores E., Osorio R. // HAIT Journal of Science and Engineering B, Vol. 2, Issues 5-6.
65. Долгих П. П. Инверторы с индуктивно-емкостным балластом /Долгих П. П., Кунгс Я. А., Михайлов М. А. //Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – 2006. – № 11. – С. 202-205.
66. Пат. 77126 Российская Федерация. Электронный трансформатор для газоразрядных ламп / Удальцов В.Е., Фомин О. Г., Курдов Д. Ю.; опубл. 28.04.2008.
67. Пат. 77127 Российская Федерация. Электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядных ламп высокого давления / Гареев В.М., Лисичкин О.Ю., Поздняков М.Б., Руппель Д.А., Удальцов В.Е., Фомин О.Г.; опубл. 04.2008.
68. Пат. 78024 Российская Федерация. Управляемый электронный пускорегулирующий аппарат /Проценко А.И., Поляков В.Д.; опубл. 24.04.2008.
69. Пат. 2453012 Российская Федерация. Световой прибор / Силкин Е.М.; опубл. 24.02.2011.
70. Пат. 116732 Российская Федерация. Пускорегулирующее устройство /Минаев И.Г., Самойленко В.В.; опубл. 30.12.2011.
71. Пат. 108244 Российская Федерация. Преобразователь переменного тока/Резников С.Б., Коняхин С.Ф., Корнилов А.Б., Бочарова Е.И. //патент на полезную модель; оппубл. 13.04.2011.
72. Пат. 2409013 Российская Федерация. Интеллектуальный электронный балласт для газоразрядных ламп высокого давления /Ануфриев В.Н., Гуторов М.А.; опубл. 10.12.2009.
73 Пат. 2455797 Российская Федерация. Пускорегулирующее устройство /Минаев И.Г., Самойленко В.В., Бондарь М.С.; опубл. 13.01.2011.
74. Пат. 2328094 Российская Федерация. Способ и устройство для зажигания газоразрядной лампы / Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Васильев А.И., Польянников А.А., Соколов Д.В., Старцев А.Ю., Урбанович В.А., Кожуров В.Н.; опубл. 18.09.2006.
75. Пат. 2206963 Российская Федерация. Задающий генератор устройства управления пускорегулирующего аппарата люминесцентной лампы / Гореславец А.А., Скопин В.И.; опубл. 31.10.2001.
76. Пат. 121980 Российская Федерация. Пускорегулирующее устройство для газоразрядных ламп высокого давления / Минаев И.Г., Самойленко В.В., Самойленко Д.В.; опубл. 21.03.2012.
77. Обжерин Е. А. Особенности анализа и расчета современных систем питания ламп высокой интенсивности /Обжерин Е. А., Поляков В. Д., Пузанов В. А., Смирнов Е. М. // Светотехника. – 2006. – №6.
78. D. HJ. van Casteren. Dimming of metal halide lamps /D. HJ. van Casteren// Technische Universiteit Eindhoven. – 1999. – http: //alexandria. tue.nl /extra2 /afstversl/ E/560839.pdf
79. Поляков В. Д.Моделирование электрической проводимости натриевой лампы высокого давления /Поляков В. Д., Обжерин Е. А. // Вестник МЭИ. – 2003. – № 4.
80. Клыков М. Е. Моделирование электрических цепей с натриевыми лампами высокого давления /Клыков М. Е., Корягин О. Г., Краснопольский А. Е. // Светотехника. – 2003. – №4.
81. Shvatsas M. A spice compatible model of high intensity discharge lamps /Shvatsas M., Ben-Yaakov S. // 30th IEEE power electronic specialists conference. – 1999. – Vol. 2.
82. Поляков В. Д. Динамические свойства системы «Импульсный источник электропитания — газовый разряд» /Поляков В. Д. // Практическая силовая электроника. – 2003. – № 11.
83. Stormberg H.-P. Excitation of acoustic instabilities in discharge lamps with pulsed supply voltage /Stormberg H.-P., Schafer R. // Lighting research & technologies. – 1983. – Vol. 15. – №3.
84. Говоров Ф. П. Компенсация реактивной мощности в комплекте «Разрядная лампа – ПРА»./Говоров Ф. П., Говоров В. Ф., Ганус А. И. // Техн. електродинаміка. – 2012. –№ 3. –С. 117-118.
85. Поляков В. Источники питания разрядных ламп высокого давления /Поляков В. // «Силовая электроника» –2009. –№ 22–С.80-83.
86. Алимов С. Электронные пускорегулирующие устройства на основе микроконтроллеров NEC /Алимов С. // «Электроника» –2009. –№ 7–С.56-61.
87. Мирфазиев О. М. Электронные пускорегулирующие аппараты ЭПРА-250 /Мирфазиев О. М. // Труды ХІІ международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии» – Одесса. – 2011 – С.238.
88. Ошурков И. Эффективный источник питания разрядных ламп высокого давления /Ошурков И., Поляков В. //Силовая электроника. –2012 – № 1.
89. Поляков В. Интеллектуальный электронный балласт комбинированного светотехнического прибора /Поляков В., Рожков Д. //Силовая электроника. –2010 – № 2.
90. Заруди М.Е. Критерии существования и устойчивости стационарных режимом в индуктивной цепи переменного тока с дугой /Заруди М.Е. // Электричество. – 1977. – №4. – С. 53-60.
91. Заруди М.Е. О влиянии нелинейных свойств плазмы на характер нестационарных процессов в стволе каналовой дуги (вопросы теории и расчета) /Заруди М.Е. // ЖТФ.– 1971. – Вып. 4. – Т. 41.– С. 734-744.
92. Крижанский С.М. К теории вольтамперной характеристики столба нестационарного дугового разряда высокого давления /Крижанский С.М. // ЖТФ. –1965. – №10. – Т. 35 – С. 1882-1888.
93. Лепер Д.П. Критерии гашения дуги переменного тока /Лепер Д.П., Шилин Н.В., Шлейфман И.Л. // Электричество. – 1977. – №8. – С. 35-40.
94. Пентегов И.В. Исследование условий горения дуги синусоидального тока с помощью математической модели динамической дуги /Пентегов И.В. // Автомат. Сварка. – 1977.– №3. – С. 8-11.
95. Свирчук Ю.С. Теория электрической дуги переменного тока /Свирчук Ю.С. // Теория электрической дуги в условиях вынужденного теплообмена: – Новосибирск: Наука. – 1977.– С. 87-114.
96. Mayr O. Beitrag zuz Theoriе des statischen und dynamischen Lichtbogen / Mayr O. // Archiv f. Elektrotechnik. – 1943. – Bd. 37. – S. 588 - 608.
97. Cassie A.M. A new Theory of Arc Rupture and Circuit Severity /Cassie A.M. // – CIGRE. – 1939. – №102. – Р. 1-14.
98. Спирин В.М. Устойчивость высокочастотной электрической дуги переменного тока /Спирин В.М. // Техн. електродинаміка. – 2009 – №4. – С.3-6.
99. Саратовский Р.Н. Источник неизменного тока для питания установок индукционного нагрева / Саратовский Р.Н. // Техн. електродинаміка. – 2009. – №4. – С. 12-15.
100. Блинов К.Ю. Устройство для заряда емкостных накопителей энергии /Блинов К.Ю., Богачев В.С., Кошелев П.А., Парамонов С.В. // Электро. – Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. –2010. – № 3. – С. 45-49.
101. Коротынский А.Е. Использование индуктивно-емкостных преобразователей в многопостовых сварочных системах /Коротынский А.Е., Махлин Н.М., Полосков С.И. //Тяжелое машиностроение. – 2009. – № 7. – С. 31-34.
102. Коробкин Р.С. Однофазные индуктивно-емкостные преобразователи как источник тока плазмотрона /Коробкин Р.С., Кувшинов Г.Е., Миханошин В.В. // Вологдинские чтения. – Владивосток: Дальневосточный федеральный университет, – 2005. – № 53. – С. 50-52.
103. Коробкин Р.С. Применение индуктивно-емкостных преобразователей в качестве источника питания плазмотрона / Коробкин Р.С., Кувшинов Г.Е. // Вологдинские чтения. – Владивосток: Дальневосточный федеральный университет, 2004. – № 44-2. – С. 22-23
104. Кабан В. П. Анализ Т-образных индуктивно-емкостных преобразователей CLL-структуры/Кабан В. П. // Праці ІЕД НАН України. – 2011. – Вип. 30. С. 103-107.
105. Кабан В. П. Расчет схем Г-образных индуктивно-емкостных преобразователей CL-вида с учетом характера нагрузки /Кабан В. П., Матвеев В. Ю., Губаревич В. Н., Спирин В. М. // Праці ІЕД НАН України. – 2012. – Вип. 33. С. 83-87.
106. Кабан В. П. Сравнительный анализ Т-образных индуктивно-емкостных преобразователей CLL-структуры по установленной мощности реактивных элементов /Кабан В. П. // Праці ІЕД НАН України. – 2012. – Вип. 33. С. 87-91.
107. Резников С. Моделирование индуктивно-емкостных преобразователей (ИЕП) с выпрямительно-емкостной нагрузкой /Резников С., Бочаров В., Коняхин С., Гуренков Н. //Силовая электроника. –2010 – № 3.
108. Патент №49-1748, Япония, МКИ НО2G3/10. Устройство источника питания со стабилизацией силы тока / Одзука К., Хацусиба Т. // – Опубл. 20.02.63.
109. Губаревич В.Н. Алгоритм выбора схем индуктивно-емкостных преобразователей для источников питания электротехнологических установок / Губаревич В.Н., Спирин В.М., Кабан В.П. // Стабилизированные источники питания для потребителей с переменной нагрузкой. – К.: Наукова думка, 1984. – С. 47-53.
110. Важнов А.И. Электрические машины / Важнов А.И. – Л.: Энергия. – 1968. – 768с.
111. Манькин Э.А. Расчет реакторов со стальным магнитопроводом и зазорами / Манькин Э.А. // – Электричество. – 1959. – №7 – С. 35-41.
112. Карасев В.В. Типовая мощность трансформаторов и реакторов с явно выраженной магнитной системой преобразовательных устройств / Карасев В.В. // Известия вузов. Преобразовательная техника. – 1971. –№13. – С. 16-20.
113. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания / [Горский А.Н., Русин Ю.С., Иванов Н.Р., Сергеева Л.А.] – М.: Радио и связь. – 1983. – 176с.
114. Горбачев М.Н. Регулируемые источники тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей и управляемых вентилей: автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук: спец. 05.09.12 «Электрические и полупроводниковые преобразователи энергии» / Горбачев М.Н. – Киев. – 1985. – 19 с.
115. Мендыбаев С.А. Разработка токопараметрических преобразователей с широтным регулированием и улучшенными показателями: автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук: спец. 05.09.12 «Электрические и полупроводниковые преобразователи энергии» / Мендыбаев С.А. – Москва. – 1986. – 24 с.
116. Бидеев Г.А. Анализ токопараметрических выпрямителей и разработка управляемых преобразователей с рекуперацией: автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук: спец. 05.09.12 «Электрические и полупроводниковые преобразователи энергии» / Бидеев Г.А. – Москва. – 1982. – 20 с.
117. Спирин В.М. Работа трехфазного мостового выпрямителя от источника тока / Спирин В.М. // Методы и технические средства стабилизации тока: – К.: Наукова думка, 1980. – С. 45-50.
118. Спирин В.М. Метод расчета установившихся и переходных процессов в управляемом выпрямителе с питанием от индуктивно-емкостного преобразователя / Спирин В.М. // Силовые полупроводниковые преобразователи и электрооборудование для энергосберегающих технологий: – К.: Институт проблем энергосбережения АН УССР. – 1988. – С. 65-70.
119. Ли Ф.К. Высокочастотные квазирезонансные преобразователи /Ли Ф.К. –ТИИЭР: Пер. с англ. – 1988. – Т.76. – № 4. – С. 83-97.
120. Захаров Ю.К. Сравнительный анализ двухполупериодного и однотактного стабилизированных преобразователей напряжения / Захаров Ю.К. Под редакцией Конева Ю.И. сб. статей. Электронная техника в автоматике: – М.: Сов. радио. – 1980. – Вып.11. – С.24-30.
121. Правильный выбор источника питания / Электроника: Пер. с англ. –1981. – Т.54. – № 12. – С.103-120.
122. Бернфорд Р. Снижение помех от импульсных источников питания / Бернфорд Р. Электроника: Пер. с англ. – 1983. – № 6. – С.5-6.
123. V. der Poll I.M. Dick the right AC/AC converter / V. der Poll I.M. // Electronic Design. – 1978. – Vol.26. – № 12. – P.104-118.
124. Митрофанов Д.В. Импульсные источники вторичного электропитания в бытовой радиоаппаратуре / Митрофанов Д.В., Щеголов А.И. – М.: Радио и связь. – 1985. – 72 с.
125. Кастров М.Ю. Обобщенный анализ установившегося режима преобразователей постоянного напряжения с мягким переключением /Кастров М.Ю., Крючков В.В., Дейнеко Д.С. //Практическая силовая электроника. – 2007. –№ 25. – С. 7-14.
126. Кривандин С. Энергосберегающие источники питания: продукция компании Mean Well/Кривандин С. //Электроника: Наука, технология, бизнес. – 2007. – № 3. – С. 88-94.
127. Пенин А.А. Квазирезонансный преобразователь напряжения с улучшенными параметрами/Пенин А.А. //Электричество. – 2009. – № 2. – С. 58-64.
128. Павлов Г. В. Сравнение характеристик резонансных преобразователей различных топологий с использованием имитационных моделей/Павлов Г. В., Щербинин Т. В. // Техн. електродинаміка. –2012. –№ 2. –С. 57-58.
129. Денисов А. И. Особенности квазирезонансного преобразователя как звена замкнутой системы электропитания /Денисов А. И., Денисов Ю. А. // Техн. електродинаміка. –1995. –№ 5. –С. 13-17.
130. Денисов Ю. А. Статические характеристики импульсного квазирезонансного преобразователя как регулирующего звена стабилизатора напряжения /Денисов Ю. А.// Техн. електродинаміка. –1998. –№ 4. –С. 26-32.
131. Харада К. Скоростное переключение силового транзистора в преобразователе постоянного напряжения с магнитным насыщением и обратной связью по току / Харада К., Сакамото Х., Сеяна М. КР ВЦП: Пер. с японского – 1988. – № перевода КР – 72075.
132. Руденко В.С. Расчет устройств преобразовательной техники /Руденко В.С., Жуйков В.Я., Коротеев И.Е. – К.: Техніка. – 1980. – 133 с.
133. Цыпкин Я.З. Теория линейных импульсных систем / Цыпкин Я.З. М.: Физматгиз. – 1963. – 968 с.
134. Юрченко Н.Н. Способы регулирования тока транзисторного инвертора напряжения с последовательным резонансным контуром на выходе / Юрченко Н.Н., Шевченко П.Н., Гуцалюк В.Я., Слесаревский И.О., Твердохлеб Ю.Н. // Техн. електродинаміка. Темат. вип.: «Силова електротехніка та енергоефективність». – 2002. – Ч.1. – С. 79-81
135. Юрченко О.М. Розробка високочастотних транзисторних перетворювачів для систем електроживлення технологічних установок / Юрченко О.М., Юрченко М.М., Гуцалюк В.Я. // Праці ІЕД НАН України. – 2010. – вип. 26. – С. 133-142.
136. Липковский К.А. Трансформаторно-ключевые исполнительные структуры преобразователей переменного напряжения / Липковский К.А. – К.: – Наукова думка. – 1983. – 217с.
137. Липківський К.О. Теоретичні засади та методологія побудови трансформаторно-ключових виконавчих структур перетворювачів електроенергії /Липківський К.О. К.: Інститут електродинаміки НАН України, 2000. – 31с.
138. Волков И.В. Новая концепция построения силовых цепей частотно-регулируемых асинхронных приводов / Волков И.В. // Техн. електродинаміка. – 1999. – №4 – С. 21-26.
139. Волков И.В. Сравнительный анализ способов фильтрации токов потребляемых выпрямительными установками / Волков И.В., Акинин К.П., Исаков Г.В. // Техн. електродинаміка. – 1999. – №6. – С.23-27.
140. Patent №6127743, US. Universal Harmonic Mitigating System /М. Levin, T. Hoerencars, I. Volkov, V. Kuznetsov // 2000. – Oct. 3.
141. Компоненты систем электроснабжения и автоматизации в промышленности. Каталог продукции. ООО , 2004г.
142. Пентегов И.В. Устройства подавления высших гармоник тока /Пентегов И.В., Волков И.В., Levin M. // Техн. електродинаміка. Темат. вип.: «Проблеми сучасної електротехніки». – 2002. – Ч.1. – С. 13-22.