ПСЭ № 49Г. Н. Гулякович

Параллельная работа модулей питания

При параллельной работе любых источников питания главной проблемой является

равномерное распределение нагрузки между ними. На примере унифицированных модулей

питания серии СМВ, в которых не принято специальных мер по параллельной работе по

выходу, рассмотрим некоторые рекомендации по их использованию в таком режиме.

Ключевые слова: источник питания, параллельная работа, выравнивание нагрузок.

G. N. Gyliakovich

Parallel Operation of Power ModulesIn case of any power sources operate in parallel the main problem appears to be the equal

load sharing between these sources. With unified modules of CMB series as an example where

no special measures to provide parallel operation are taken several recommendations are given

on their implementation in such operating mode.

Key words: power source, parallel operation, load sharing.

В. В. Сергеев, Альшоша Осама, М. Е. Станкеев

Повышение эффективности фильтрующих цепей радиотехнических и преобразовательных

устройствРассмотрено применение энергетической теории реактивных фильтров для

оптимизации критериев эффективности фильтрующих цепей, к которым относятся масса, габариты, потери энергии и стабильность характеристик. Проанализированы некоторые специфические критерии эффективности фильтров, применяемых в преобразовательных устройствах.

Ключевые слова: реактивный фильтр, сглаживающий фильтр, мощность потерь, оптимизация.V. V. Sergeev, Alshoa Osama, M. E. StankeevEnhancement of Filtering Networks for Radio Equipment and Converters

The paper considers reactive filters energy theory implementation for optimizing filtering circuits efficiency criterions, such as weight, dimensions, power losses and performance stability. Some specific performance criterions of filters implemented in converting devices are analyzed.

Key words: reactive filter, smoothing filter, power loss, optimization.

Кьо Зо Лин, Г. С. Мыцык

О качестве выходного напряжения синхронизированного асинхронного генератора,

возбуждаемого от простейшего преобразователя частоты непосредственного типа – НПЧ-

2

В статье представлена информация о взаимосвязи искажений тока возбуждения

автономного синхронизированного асинхронного генератора (АСАГ) с искажениями его

выходного напряжения, обусловленных применением в нем простейшего преобразователя

частоты непосредственного типа – НПЧ-2. Предложено модельное описание факта

несимметрии выходных напряжений АСАГ (трех видов) с подтверждением полученных

результатов имитационным компьютерным моделированием (ИКМ). Предложено новое

структурно-алгоритмическое решение НПЧ-2М, снижающее уровень искажений

напряжений АСАГ. Для снижения потерь, обусловленных индуктивностями рассеяния

обмоток вспомогательной синхронной машины, обеспечивающей совместно с НПЧ-2М

возбуждение АСАГ, предложено новое снаберное устройство для НПЧ-2М.

Функциональное соответствие предложенных новых решений проектному замыслу

подтверждено путем ИКМ.

Ключевые слова: асинхронная машина с фазным ротором, синхронизированный

асинхронный генератор, преобразователь частоты непосредственного типа,

имитационное компьютерное моделирование, несимметрия напряжений,

модернизированный вариант преобразователя, устройство ограничения импульсных

перенапряжений.

Quo Zo Lin, G. S. Mytsyk

The Output Voltage Quality Of Synchronized Asynchronous Generator, Excited By A Simple Cyclone Frequency Converter

The article presents information on the relationship of excitation current distortion of

autonomous synchronized asynchronous generator (ASAG) with its output voltage distortion due

to application of simple cyclone frequency converter in it. Mathematical model of the asymmetry

of the output voltage of ASAG is proposed and confirmed by the results which is simulated by

computerized modeling. A new structural and algorithmic solution of the simple cyclone

frequency converter, which reduces the level of distortion of output voltage of ASAG is offered.

To reduce losses in simple cyclone frequency converter due to the leakage inductance, which is

scattered by the windings of auxiliary synchronous machine, new surge voltage limiting device is

proposed. Functional correspondence between the solution of new surge voltage limitation

device and the combined system of ASAG is confirmed by simulation.

Keywords: asynchronous machine with wound rotor, synchronized asynchronous generator,

cyclone frequency converter, simulation computer modeling, unbalanced voltages, modernized

version of the frequency converter, surge voltage limitation device.

И. А. Ошурков

Силовые полупроводниковые приборы для оптимальной разработки источников питания

светодиодных осветительных устройств

Импульсные источники питания для светодиодных светильников все интенсивнее

разрабатываются с использованием принципа коррекции коэффициента мощности

2

(ККМ) во входном каскаде для удовлетворения международных требований по наличию

высших гармоник. Структура повышающего преобразователя постоянного напряжения в

режиме разрывных токов (РРТ) является наиболее подходящей для преобразователей с

номинальной мощностью менее 300 Вт.

Ключевые слова: импульсный источник питания, светодиод, осветительное устройство,

коррекция коэффициента мощности, силовой МДП-транзистор.

I. A. Oshurkov

Power Semiconductor Devices for Optimal Design of LED Lighting ApplicationsSwitched mode power supplies for LED lighting are developed more and more intensively

using the principle of power factor correction at the input stage to meet international

requirements for harmonic content. The topology of boost converter operating in discontinuous

current mode (DCM) is the most suitable for most converters with rated poser less than 300 W.

Key words: switched-mode power supply, LED, lighting facility, power factor correction,

MOSFET.

Ю. Г. Следков, И. Н. Соловьев

Синхронные выпрямители преобразователей постоянного напряжения

Разработчики электронной аппаратуры, систем и портативных устройств часто

сталкиваются с рядом сложных проблем, оказывающих влияние на КПД

разрабатываемых устройств. В результате, в большинстве разработок источников

питания вместо традиционных выпрямителей на диодах Шоттки используются

синхронные выпрямительные устройства на основе МДП-транзисторов.

Ключевые слова: выпрямитель, диод Шоттки, МДП-транзистор, преобразователь

постоянного напряжения, синхронный выпрямитель.

U. G. Sledkov, I. N. Soloviev

Synchronous Rectifiers for DC-DC ConvertersVery often designers of electronic products, systems and portable equipment face some

difficult problems challenging the efficiency of their products. As a result more and more power

supply designs are shifting away from conventional Shottky diode rectifiers towards MOSFET

based synchronous rectifiers.

Key words: rectifier, Shottky diode, MOSFET, DC-DC converter, synchronous rectifier.

В. А. Фролов

Качество регулирования тиристорных устройств

Рассмотрена классификация построения тиристорных устройств по линейному и

косинусному регулированию в системах импульсно фазового управления. Показано, что

3

классификация тиристорных устройств по линейному и косинусному принципу

регулирования связана с выходными параметрами устройства. Выявлены преимущества

и недостатки линейного и косинусного регулирования для однофазных и трехфазных

выпрямителей

Ключевые слова: тиристорный источник питания, вертикальное управление,

горизонтальное управление, линейное регулирование, косинусное регулирование.

V. A. Frolov

Regulation Quality of Thyristor CircuitsThis paper considers the classification of thyristor circuits development according to the

linear and cosine regulation in pulse-phase control systems. It is shown that the classification of

thyristor circuits for linear and cosine principles of regulation is associated with the output

parameters of the device. Advantages and disadvantages of linear and cosine control for single

phase and three phase rectifiers are brought to light.

Key words: thyristor power supply, vertical regulation, horizontal regulation, linear

regulation, cosine regulation.

А. Н. Четин

Базовые критерии оптимизации количества основных и резервных силовых каналов в

преобразователях электрической энергии

В статье показаны основные ограничения, накладываемые на выбор количества

основных и резервных силовых каналов, и приведено формальное описание задачи поиска

оптимального количества этих каналов.

Ключевые слова: преобразователь электрической энергии, силовой канал, параллельная

работа, оптимизация, вероятность безотказной работы, резервирование.

A. N. Chetin

Basic Main and Redundant Power Channels Optimization Criterions for Electric Power Converters

In the article we discussed the main constraints imposed on determination of the number of

main and redundant power channels. Also a formal description of a search problem of optimum

quantity of these power channels was given.

Keywords: electric energy converter, power channel, parallel operation, optimization,

reliability, reservation.

А. Н. Четин

Применение метода ротации силовых каналов для повышения безотказности

многоканального преобразователя напряжения

4

В статье предложен метод повышения безотказности многоканальных

преобразователей напряжения путем применения ротации их силовых каналов.

Ключевые слова: многоканальный преобразователь напряжения, магистрально-

модульная архитектура, силовой канал, параллельная работа, вероятность безотказной

работы, интенсивность отказов, ротация.

A. N. Chetin

Application of power channels rotation method for multi-channel voltage converter reliability improving

In the article we proposed the method of power channels rotation for multi-channel voltage

converter reliability improving.

Keywords: multi-channel voltage converter, dataway-modular architecture, power channel,

parallel operation, reliability, failure rate, rotation.

Д. А. Шевцов, И. С. Турченко

Бортовые регулируемые выпрямительные устройства на основе управляемого

однообмоточного дросселя насыщения

В статье приведено описание нового подхода к построению бортовых регулируемых

выпрямительных устройств на основе управляемого однообмоточного дросселя

насыщения, выполненного на современных магнитных материалах, таких как аморфные

и нанокристаллические сплавы. Приведены сравнительные характеристики аморфных и

нанокристаллических сплавов с традиционными магнитными материалами. Предложены

новые схемы регулируемых выпрямительных устройств на основе управляемых

однообмоточных дросселей насыщения, работающих как в цепи переменного, так и

постоянного тока.

Ключевые слова: однообмоточный дроссель насыщения, аморфный сплав,

нанокристаллический сплав, прямоугольная петля гистерезиса, регулируемое

выпрямительное устройство.

D. A. Shevtsov, I. S. Turchenko

On-board regulated rectifying devices based on a controllable single-wound saturable inductor

The paper introduces the description of a new approach to on-board regulated rectifying

devices design on the basis of a controllable single-wound saturable inductor realized with

advanced soft magnetic materials, such as amorphous and nanocrystalline alloys.

Characteristics of amorphous and nanocrystalline materials are compared to conventional

magnetic materials. New regulated rectifying device topologies based on controllable single-

wound saturable inductors, which operate both in AC and DC circuits, are proposed.

5

Key words: single-wound saturable inductor, amorphous alloy, nanocrystalline alloy,

rectangular hysteresis loop, regulated rectifying device.

А. М. Медведев, Ф. В. Васильев

Диагностический контроль электрических соединений в электронных системах

Электронное приборостроение находится в состоянии постоянного роста плотности

компоновки и функциональности. Это влечет за собой рост плотности элементов

межсоединений за счет увеличения их количества и уменьшения размеров. Возрастание

стоимости конструкций межсоединений (печатных плат, печатного и проводного

монтажа), связанное с их усложнением и возрастанием требований к их надежности,

обуславливает поиск новых и совершенствование существующих неразрушающих

диагностических методов и средств контроля. Особую актуальность имеет

качественный контроль соединений узлов ответственного назначения, подвергающихся

нагрузкам в процессе эксплуатации, таких, как силовые цепи и соединения систем

управления бортовой аппаратуры летательных аппаратов. В статье предлагаются к

рассмотрению принципы диагностического неразрушающего контроля соединений,

основанные на регистрации реакции контролируемых цепей на импульсную токовую

нагрузку.

Ключевые слова: электрические межсоединения, печатные платы, электронные

сборки, дефекты цепей, контроль соединений.

A. M. Medvedev, F. V. Vasilyev

Non-destructive testing of electric connections in electronic systemsElectronic instrumentation is in a state of constant growth of layout density and functionality.

This entails an increase in the density of interconnection elements by increasing their number

and reducing its size. The growing cost of interconnection structures (printed-circuit boards,

printing and wired mounting) associated with their complexity and increasing their reliability

requirements, results in search for new and improvement of existing non-destructive diagnostic

methods and means of control. High-grade testing of critical interconnection nodes subjected to

load in the course of operational process, such as on-board control systems power circuits is of

primary relevance. The paper proposes to consider some principles of non-destructive testing of

electric connections based on reaction registration of controlled circuits to pulse current load.

Keywords: electrical interconnections, printed circuit boards, electronic assemblies, non-

destructive testing

В. М. Бардин, А. В. Пивкин

Излучающая способность сварочного кабеля

6

Появление сварочных инверторов переменного тока частоты ультразвукового

диапазона привело к необходимости решения новых вопросов по оценке уровня

электромагнитных излучений (на предмет соответствия требованиям стандартов) не

только самого аппарата, но и сварочного кабеля. В статье путем компьютерного

моделирования и физического эксперимента дается оценка величины напряженности

электрического поля сварочного кабеля в ближней зоне. ГОСТ не дает предельных

значений напряженности на расстоянии менее 10 м, но даже при сварочных токах не

превышающих 160 А она оказывается достаточно высокой, и это обстоятельство

должно учитываться при создании технологий дуговой сварки токами высокой

частоты.

Ключевые слова: Сварочный инвертор, высокочастотная сварка, спектр тока, излучение

кабеля.

V. M. Bardin, A. V. Pivkin

Velding Cable Radiating CapacityThe appearance of ultrasonic range alternating current welding inverters resulted in

necessity to solve new problems concerning the assess of electromagnetic radiation level (for

compliance with standards), not only of the device itself, but also of the welding cable. The

article gives the evaluation of welding cable electric field intensity in the near zone by computer

simulation and physical experiment. The Standard does not define intensity limit value at a

distance of less than 10 meters, but even with welding currents not exceeding 160 A, it appears

to be high enough and this should be taken into consideration when creating a technology of

high frequency arc welding.

Key words: welding inverter, high-frequency welding, current spectrum, cable radiation.

В. Н. Мелешкин, С. Н. Шипаева

Анализ трехфазного выпрямителя со сглаживающим конденсатором

Предпринята попытка более строгого анализа процессов в трехфазном выпрямителе

со сглаживающим конденсатором. Целью анализа является уточнение методики

расчета показателей выпрямителя и параметров его элементов, удовлетворяющих

заданным исходным требованиям. Результаты расчета представлены таблицей

основных параметров исследуемого выпрямителя и проверены компьютерным

моделированием.

Ключевые слова: трехфазный выпрямитель, емкостный фильтр, анализ процессов

выпрямления, расчет основных показателей, выбор параметров элементов,

компьютерная проверка расчетов.

V. N. Meleshkin, S. N. Shipaeva

7

Analysis of three-phase rectifier with smoothing capacitorAn attempt of more strict analysis of processes in three-phase rectifier with smoothing

capacitor is undertaken. The purpose of this analysis is to specify the design procedure of

characteristic values of the rectifier as well as parameters of its components meeting the set of

initial requirements. Results of calculation are presented by the table of key parameters of the

studied rectifier and the results are checked up by computer modeling.

Keywords: three-phase rectifier, capacitor filter, analysis of rectifying processes, calculation

of basic indicators, selection of parameters of components, computer aided analysis and check of

calculations.

Д. А. Шевцов, Л. Н. Воронина

Сравнительный анализ известных методов обеспечения параллельной работы инверторов

В статье рассматриваются два известных метода обеспечения параллельной работы

инверторов, основанные на синхронизации задающих генераторов – метод прямой

импульсной синхронизации и метод фазовой автоподстройки частоты и анализируются

их преимущества и недостатки.

Ключевые слова: параллельное соединение инверторов, синхронизация задающих

генераторов.

D. A. Shevtsov, L. N. Voronina

Analysis of known methods of parallel operation of inverters provisionThe paper considers two known methods of parallel inverters operation, based on

synchronization of master clocks. These methods are direct pulse synchronization and phase

automatic frequency control.

Key words: parallel connection of inverters, synchronization of setting generators.

ПСЭ № 50А. В. Лукин, М. Ю Кастров., А. А. Герасимов

Сравнительный анализ DC/DC модулей питания на отечественной и импортной

элементной базе

Приведены результаты сравнительного анализа блоков питания, производимых ЗАО

“ММП-Ирбис”, собранных на отечественной и импортной элементной базе. Сравнение

проводилось по электрическим характеристикам, надежности, стоимости,

технологичности, срокам поставки. По результатам сделано заключение.

Ключевые слова: блок питания, элементная база, технические характеристики,

продукция, стоимостные показатели, производитель, поставщик.

8

A. V. Lukin, M. J. Kastrov, A. A. Gerasimov

Comparative Analysis of DC/DC Power Modules Based on Home-Produced and Imported element base

The paper presents the results of comparative analysis of supply units produced by Close

Joint-Stock Company “MMP-Irbis”, assembled on the basis of home-produced and imported

components. This comparison was made by electrical characteristics, reliability, costs,

technological effectiveness, delivery time. A conclusion was drawn in accordance with the

results of the analysis.

Key words: supply unit, component base, technical features, production, cost parameters,

manufacturer, supplier.

Г. С. Мыцык, А. В. Мирошниченко, Хлаинг Мин У

Некоторые результаты исследования полумостовой инверторной схемы

Статья посвящена исследованию не освещенных в литературе вопросов, связанных с

проектированием схемы полумостового инвертора напряжения (ПМИ). Предложено

альтернативное модельное описание (МО), необходимое для расчета конденсаторов

делителя напряжения, которое по своим результатам подтвердило правомерность уже

известного, но ранее не проверенного на адекватность МО. Известное и новое МО

дополнительно проверены путем имитационного компьютерного моделирования (ИКМ).

Одновременно на основе ИКМ исследовано влияние реально имеющей место асимметрии

в значениях емкостей конденсаторов делителя на рабочие процессы в ПМИ. Показано,

что неравенство емкостей и неравенство сопротивлений транзисторов в открытом

состоянии в данной структуре ПМИ не вызывает появление постоянной составляющей в

его выходном напряжении.

Ключевые слова: инвертор, полумостовая схема, модельное описание, делитель

напряжения, имитационное моделирование.

G. S. Mytsik, A. V. Miroshnichenko, Khlaing Min U

Some Results of Half-Bridge Inverting Circuit AnalysisThis paper presents the research of designing problems of Half Bridge Inverter (HBI), which

are not reported in literature. Alternative model description (MD) required for the calculation of

capacitor voltage divider is offered. The result of MD confirms the validity of already known, but

previously not tested for adequacy of MD. The known and new MD are additionally verified by

computer simulation. On the basis of computer simulation the effect of actual point of asymmetry

in the values of capacitance of capacitors voltage divider on the working process in HBI is

studied as well. It is shown that inequality of capacitance and inequality of on-state transistor

resistance in the given HBI does not cause DC component in its output voltage.

9

Key words: inverter, half-bridge circuit, model description, voltage divider, simulation

modeling.

С. В. Аверин, А. Н. Данилина, Ю. Г. Следков

Бортовой преобразователь частоты с рекуперацией электроэнергии

В статье рассмотрена структура преобразователя частоты, позволяющая

обеспечить рекуперацию энергии. Проведен анализ работы преобразователя частоты

при различных типах, а также изменении характера нагрузки и числа подключаемых

нагрузок. На основе анализа предложен алгоритм управления звеном постоянного тока с

рекуперацией электроэнергии, синхронизированной с частотой сети, что позволит

повысить эффективность преобразователей частоты централизованного питания в

системах электроснабжения летательных аппаратов. Рассмотрено применение таких

преобразователей для питания нагрузок типа электроприводов и страртерно-

генераторных систем.

Ключевые слова: рекуперация энергии, преобразователь частоты, трехфазный

транзисторный инвертор, звено постоянного тока.

S. V. Averin, A. N. Danilina

On-board frequency converter utilizing energy recoveryThe paper considers а structure of frequency converter with energy recovery. Operation of

the frequency converter with different types as well as changes of character and number of

connected loads are considered. Algorithm of the DC link control electric energy recovery at the

mains frequency, enabling to increase efficiency of frequency converters of the centralized

supply in electric power supply systems of aircraft is offered. Use of such converters to supply

loads, such as electric drives and strarter-generating systems, is considered.

Key words: energy recovery, frequency converter, three-phase transistor inverter, DC link.

В. И. Колосов

Выбор структуры изолированного DC-DC преобразователя с наименьшей мощностью

потерь в активных элементах

Рассматриваются результаты оценки мощности статических потерь в ключевых

элементах и диодах изолированных DC/DC преобразователей с Buck и Boost топологией

при одноступенчатой и двухступенчатой структуре построения. Проведено сравнение

относительной мощности потерь в ключах и диодах четырех равнозначных структур

преобразователей в диапазоне изменения питающего напряжения. Определены наиболее

эффективные структуры при различной кратности изменения питающего напряжения.

10

Ключевые слова: преобразователи постоянного напряжения, понижающий и

повышающий преобразователи, мощность потерь.V. I. Kolosov

Isolated DC-DC Converter Structure Selection to Provide Minimum Power Losses in Active Components

The results of static power losses estimation in switching elements and diodes of isolated

DC/DC converters are examined using Buck and Boost topologies with single-stage and two-

stage structures. Comparison of relative power losses in power switches and diodes of four

equivalent structures of converters in the range of supply voltage is carried out. The most

effective structures at different of supply voltage ratios are determined.

Key words: DC/DC converters Buck and Boost converters, power losses.

Т. В. Анисимова, В. И. Волков, В. В. Крючков

Транзисторный инвертор с многоуровневым напряжением на входе силового фильтра для

бортовых и наземных систем электропитания

Рассмотрена структура однофазного инвертора при формировании на входе силового

фильтра многоуровневого напряжения, синтезированного с помощью вейвлетов Хаара.

Показано, что на основе вейвлетов Хаара можно сформировать многоимпульсные

многоуровневые напряжения, из спектра которых исключены низшие из высших

гармоник. При этом величина выходного напряжения инвертора регулируется за счет

одинакового изменения длительностей импульсов, т. е. методом селективного

исключения гармоник. Рассмотренный режим регулирования позволяет обеспечить

заданное качество выходного напряжения при меньшей частоте коммутации силовых

ключей мостовых коммутаторов. Реализация таких режимов цифровыми методами

управления облегчается за счет того, что все импульсы имеют одинаковую

длительность и равномерно расположены на половине периода выходного напряжения.

Ключевые слова: инвертор, вейвлеты Хаара, многоуровневое импульсное напряжение,

широтно-импульсное регулирование, селективное исключение гармоник.

T. V. Anisimova, V. I. Volkov, V. V. Kryuchkov

Transistor Inverter With Multilevel Voltage at the Output Filter Input for On-Board and Ground Power Systems

The paper considers topology of a single-phase inverter with multilevel voltage at the input of

the output filter. This multilevel voltage was synthesized using Haar wavelets theory. It is shown

that based on Haar wavelets theory a multipulse multilevel voltage can be formed which specter

does not contain lowest of the high order harmonics, and magnitude of output voltage is

regulated by equal changes of pulse width, i. e. by means of selective harmonic elimination. The

11

control mode under consideration provides predetermined quality of output voltage with less

switching frequency of full bridges power switches. Realization of such control modes is

facilitated due to the possibility of implementing them with fully digital methods, since all pulses

have the same width and placed uniformly along the half period of output voltage.

Key words: inverter, Haar wavelets, multilevel pulse voltage, pulse width control, selective

harmonic elimination.

Г. А. Белов, А. В. Серебрянников, А. А. Павлова

К синтезу одноконтурных систем управления понижающими импульсными

преобразователямиОбоснована методика синтеза частотным методом одноконтурной системы

управления понижающим импульсным преобразователем. Использованы линеаризованные усредненные структурные модели силовой части преобразователя. Рассмотрены типовые частотные характеристики наиболее часто встречающихся в импульсных преобразователях последовательных корректирующих звеньев.

Ключевые слова: импульсный преобразователь, схема управления, корректирующие звенья, структурные модели, синтез, точность регулирования.

G. A. Belov, A. V. Serebryannikov, A. A. Pavlova

To the synthesis of single-loop control systems for buck switch-mode convertersThe technique of a single-loop control buck switch-mode converters synthesis using frequency

method is substantiated. Linearized averaged structural models of the power converter are used. Typical frequency characteristics of the most frequently encountered in pulse converters serial compensating elements are examined.

Key words: switched-mode converter, control circuits, compensating element, structural models, synthesis, control accuracy.

А. В. Бокунов, В. А. Жигачев

Цифровое управление – основа интеллектуального управления преобразованием и

распределением электроэнергии

По мере совершенствования и распространения способов цифрового управления

электропитанием, стало очевидным и то, что выигрыш может быть получен также от

использования цифрового управления на системном уровне. За счет возможности

обеспечения как доступности и использования высокоточных данных телеметрии, так и

сложного управления разнообразными шинами электропитания интегральные

микросхемы цифрового управления нашли широкое применение и в области

преобразователей постоянного напряжения, расположенных рядом с нагрузкой.

Ключевые слова: цифровое управление, управление электропитанием, контур

управления, обратная связь, качество, регулятор мощности.

A. V. Bokunov, V. A. Zhigachev

Feed-Forward Digital Control is a Basis of Smart Power Control and Distribution

12

With digital control methods advance and proliferation it became obvious that one can benefit

also from implementing digital control on a system level. Due to the possibility of providing

either availability and usage of accurate telemetry data, or sophisticated control of various

power rails digital control ICs have found wide implementation in the field of point-of-load DC-

DC converters.

Key words: digital control, power management, control loop, feedback, quality, power

regulator.

С. Б. Резников, В. В. Бочаров, С. Ф. Коняхин, И. Н. Соловьев, Ю. В. Ермилов

Комбинированный электронно-механический аппарат защиты и коммутации для систем

распределения постоянного повышенного напряжения

Рассматривается новое схемотехническое решение для построения комбинированных

электронно-механических аппаратов защиты и коммутации перспективных систем

распределения постоянного повышенного напряжения.

Ключевые слова: электронно-механический аппарат защиты и коммутации, система

постоянного повышенного напряжения, привод постоянной частоты, качество

электроэнергии, коммутационно-защитная аппаратура, варистор, полупроводниковый

ограничитель напряжения.

S. B. Reznikov V. V.Bocharov, S. F. Koniahin , I. N. Soloviev, Yu. V. Ermilov

Hybrid Mechatronic Protection and Commutation Device for High DC Voltage Distribution System

New schematic and structural solution for combined mechatronic protection and

commutation devices for prospective high- DC voltage distribution systems are under

consideration.

Key words: mechatronic protection and commutation device, high DC voltage system,

constant frequency drive, energy quality, commutation and protection equipment, voltage-

depended resistor, semiconductor voltage limiter.

В. С. Котов, Н. Ф. Голубев, В. В. Токарев

Особенности технологии изготовления диодов Шоттки с МОП канавочной структурой

Представлен технологический процесс изготовления диодов Шоттки с МОП

канавочной структурой, позволяющий получить приборы с низким значением прямого

напряжения (0,65–0,72 В) и низкими токами утечки (25–70 мкА) при обратном смещении.

Ключевые слова: микроэлектроника, технология, диод Шоттки, канавочная

структура, TMBS.

V. S. Kotau, N. F. Golubev, V. V. Tokarev

13

TMBS technological process featuresThe TMBS technological process let to receive devices with low value of forward voltage

(0,65–0,72 V) and low leakage currents (25–70 uA) is presented.

Key words: microelectronics, technology, Schottky diode, trench structure, TMBS.

А. М. Медведев, Ф. В. Васильев, М. Л. Сокольский

Расчет токовой нагрузки для диагностического контроля электрических соединений в

авионике

Существующие методы контроля межсоединений не позволяют с достаточной

достоверностью выявить значительную часть скрытых дефектов. Такие дефекты

могут быть диагностированы при помощи неразрушающего контроля соединений,

основанного на регистрации реакции контролируемых цепей на воздействие импульса

тока. В статье описываются принципы расчета параметров импульса тока для

осуществления такого контроля.

Ключевые слова: электрические межсоединения, печатные платы, электронные

сборки, диагностический контроль, расчет токовой нагрузки.

Existing methods do not allow control interconnections with sufficient certainty to identify a

significant number of hidden defects. This class of defects can be diagnosed by means of non-

destructive testing of interconnections, based on the detection of controlled circuit reaction to

current pulses. The paper describes the principles for calculating the current pulse parameters

to exercise such control.

Keywords: electrical interconnections, printed circuit boards, electronic assemblies, non-

destructive testing, current determination for testing.

Д. О. Варламов, В. Г. Еременко

Устройство балансировки напряжений с коммутируемым конденсатором и его

моделирование в программе PSpice

В статье рассмотрено устройство балансировки напряжений, в котором на всю

аккумуляторную батарею приходится один коммутируемый конденсатор. В статье

приводится моделирование этого устройства в программе P-Spice.

Ключевые слова: аккумуляторная батарея, коммутируемый конденсатор,

балансировка напряжений.

D. O. Varlamov, V. G. Eremenko

Voltage balancing device with switched capacitor and its PSpice simulationThis paper considers voltage balancing device with only one switched capacitor for the whole

battery has. PSpice simulation of this device is given.

14

Key words: battery, switched capacitor, voltage balancing.

В. М. Бардин, А. В. Земсков

Нагрузочная характеристика сварочного инвертора

Нагрузочная характеристика сварочного инвертора является одним из главных

показателей, определяющих качество сварного соединения. Поэтому при проектировании

источников питания для дуговой сварки, желательно понимать какие элементы,

входящие в состав сварочного аппарата, могут влиять на характер нагрузочной

характеристики. В статье предлагается компьютерная модель нагрузочной

характеристики сварочного аппарата знакопеременного тока повышенной частоты.

Путем сравнения расчетной характеристики с реальной, полученной на физическом

образце, подтверждена адекватность модели, что дает возможность разработчикам

использовать модель при создании различных электросварочных устройств.

V. M. Bardin, A. V. Zemskov

Loading Characteristic of Welding InverterКлючевые слова: инвертор, нагрузочная характеристика, моделирование, ВАХ дуги,

электродуговая сварка.

Loading characteristic of the welding inverter is one of the main parameters that determines

quality of the welded joint. Therefore, when we design power sources for arc welding, it is

desirable to understand what elements included into the welding inverter can impact the load

characteristics pattern. The article offers a computer model of load characteristics of high

frequency alternating current welding. Comparison of the calculated characteristics with real

obtained with physical sample confirmed the adequacy of the model that enables developers to

use the model for creating different arc welding devices.Key words: inverter, loading characteristic, simulation, arc current-voltage characteristic,

electric arc welding.

ПСЭ № 51С. Ф. Коняхин, В. С. Коняхин, С. В. Аверин

Схема Скотта в бортовых трехфазных преобразователях электроэнергии

В статье проведен анализ факторов, определяющих структуру и параметры

трехфазных инверторов, входящих в состав вторичных систем электроснабжения

летательных аппаратов. Рассмотрены структуры силовой части трехфазных

инверторов, реализуемые на основе включения силовых трансформаторов по схеме

Скотта, позволяющие обеспечить требования ГОСТ 54073–2010.

15

Ключевые слова: вторичная система электроснабжения, трехфазный

преобразователь, инвертор, конвертор, трансформатор, схема Скотта, силовой ключ,

прямое преобразование, двойное преобразование.

S. F. Koniahin, V. S. Koniahin, S. V. Averin

Scott Transformer Connection Scheme for Three-Phase On-Board Electric Power Converters

The paper analyses features determining the structure and parameters of three-phase

inverters as a part of airborne vehicles secondary electric power systems. Structures of three-

phase inverters power stages based on Scott transformer connection that allows to meet the

requirements of Russian Federation State Standard 54073–2010 are considered.

Key words: secondary electric power system, three-phase converter, inverter, converter,

transformer, Scott transformer connection scheme, power switch, direct conversion, double

conversion.

Г. А. Белов, А. В. Серебрянников, А. А. Павлова

Синтез одноконтурной системы управления понижающим импульсным преобразователемПриводится конкретный пример синтеза системы управления, в котором реализуются

рекомендации, обоснованные авторами в предыдущей статье. Определяются параметры неизменяемой при синтезе части системы, к которой относятся широтно-импульсный модулятор, выходной LC-фильтр и делитель выходного напряжения. Построены два варианта желаемой ЛАЧХ, при которых рассчитаны параметры последовательного корректирующего звена.

Ключевые слова: импульсный преобразователь, схема управления, корректирующие звенья, синтез, запас устойчивости по фазе.

G. A. Belov, A. V. Serebryannikov, Pavlova A. A.

Synthesis of a Single-Loop Control System for Buck Switch Mode ConverterThe concrete example of the synthesis of control system, which implements the

recommendations substantiated by the authors in a previous article, is showed. The parameters of invariable by synthesis part of the system, which includes a pulse-width modulator, output LC-filter and the output voltage divider, are defined. Two variants of the necessary decibel-log frequency response, for which the parameters of serial correction link are calculated, are drawn.

Key words: pulse converter, control circuits, correction links, synthesis, stability margin in phase.

М. В. Бейков, Ю. М. Казанцев

Преобразователь корабельной системы электроснабжения с компенсационным контролем

одностороннего намагничивания трансформатора

Рассматривается способ контроля одностороннего намагничивания силового

трансформатора в высоковольтных двухтактных преобразователях напряжения

16

постоянного тока с помощью компенсационного датчика тока, основанного на эффекте

Холла.

Ключевые слова: ток намагничивания трансформатора, преобразователь напряжения,

одностороннее насыщение сердечника.

M. V. Beykov, Y. M. Kazantcev

Converter with compensation of one-way transformer saturationAn approach of one-way transformer core magnetization control in high-frequency full-

bridge dc-dc converters, by means of compensated dc-current sensor based on Hall effect, is

presented.

Key words: magnetizing current, full-bridge converter, on-way core saturation.

И. В. Капустин, Р. А. Катаев, Р. В. БлиновРазработка обобщенной математической модели понижающего преобразователя напряжения для режима прерывистого и непрерывного тока

Предложена математическая модель понижающего импульсного преобразователя постоянного напряжения как объекта управления, описывающая сразу оба режима работы – прерывистого и непрерывного тока, переход из одного режима в другой. Модель получена с использованием обобщенного метода усредненных переменных состояния и описывает поведение средних значений электромагнитных процессов, статические и динамические характеристики в любом режиме. Полученная обобщенная непрерывная модель позволяет проводить анализ и синтез замкнутых систем управления выходными электроэнергетическими параметрами преобразователя, способных адаптироваться к текущему режиму работы – прерывистых или непрерывных токов.

Ключевые слова: импульсный преобразователь напряжения, понижающий импульсный преобразователь, широтно-импульсная модуляция (ШИМ), математическая модель, пространство состояний, метод усреднения.I. V. Kapustin, R. A. Kataev, R. V. BlinovDesign of Buck Converter Generalized Mathematical Model Accounting For Discontinuous And Continuous Current Modes

Generalized mathematical model of a buck DC-DC converter as a controlled plant describes both operating modes – continuous (CCM) and discontinuous current modes (DCM) as well as transition from one mode to another, is put forward. The model is derived by means of generalized averaging method of averaged state-space variables and describes behavior of averaged values of electromagnetic processes, static and dynamic characteristics in all modes. This model enables analysis and to synthesis of the closed-loop control systems of converter electric-power output parameters, which can be adapted to actual operating mode either DCM or CCM.

Key words: switched mode voltage converter, buck converter, pulse-width modulation (PWM), mathematical model, state space, averaging method.

Т. В. Анисимова, В. И Волков, В. В. Крючков

Синтез многоуровневых импульсных напряжений с селективным исключением гармоник

Рассмотрен способ синтеза многоуровневых напряжений на основе вейвлетов Хаара,

позволяющий сформировать на выходе инвертора напряжение, амплитуда основной

17

гармоники которого регулируется за счет одинакового изменения длительностей

импульсов, равномерно расположенных на половине периода основной гармоники. При

этом амплитуды импульсов выходного напряжения определяются коэффициентами

вейвлетов Хаара. Проведен анализ спектрального состава таких напряжений, получены

зависимости коэффициентов гармоник и режекции от коэффициента регулирования.

Ключевые слова: инвертор, формирование, многоуровневое напряжение, широтно-

импульсное регулирование, вейвлеты Хаара, коэффициенты вейвлетов, спектральный

состав, коэффициент гармоник, коэффициент режекции.

T. V. Anisimova, V. I. Volkov, V. V. Kryuchkov

Synthesis of Multilevel Pulse Voltages With selective Harmonic EliminationThe paper analyzes a method of multilevel voltage synthesis based on Haar wavelets theory.

This method allows to shape a multilevel voltage where the fundamental amplitude is regulated

by equal width change of pulses uniformly placed among the half-period of the fundamental.

Amplitudes of output voltage pulses are determined herein by Haar wavelets coefficients.

Analysis of harmonic content of synthesized voltages was made, and control factor dependencies

for THD and rejection ratio were obtained.

Key words: inverter, shaping, multilevel voltage, pulse-width control, Haar wavelets,

harmonic content, total harmonic distortion, rejection ratio.

В. А. ФроловРазработка и анализ структурных схем тиристорных источников питания

Предложена методика построения структурных схем непосредственно по электрической схеме. Структурные схемы тиристорных источников питания состоят из силовой схемы и схемы управления и построены по линейному или косинусному принципу. Вольтамперная характеристика тиристорного источника питания формируется с помощью обратных связей. Приведены структурные схемы источников питания разных типов, дана методика определения коэффициентов структурных схем, представлены выходные характеристики. Произведено моделирование с помощью MATLAB SIMULINK.

Ключевые слова: тиристорный источник питания, структурная схема, линейное регулирование, косинусное регулирование, вольтамперная характеристика, обратная связь.V. A. Frolov Design and Analysis of thyristor power sources structural diagrams

Methodology of forming structural diagrams directly in accordance with an electric circuit is offered. Structural diagrams of thyristor power supplies consist of power scheme and control block and are constructed by the linear or cosine principle. The Voltamperny characteristic of the thyristor power supply is formed by means of feedback. Block diagrams of power supplies of different types are provided, the technique of determination of coefficients of block diagrams is given, output characteristics are submitted. Modeling by means of MATLAB SIMULINK is made.

Key words: thyristor power supply, structural diagram, linear regulation, cosine regulation, voltage-current characteristic, feedback.

18

П. А. Воронин, Д. В. Рожков

Способ снижения коммутационных перенапряжений в многоуровневых инверторах

напряжения

Рассмотрены топологии инверторов напряжения, применяемых в частотных

преобразователях регулируемых электроприводов средней мощности. Установлены

проблемы перенапряжений, связанных с наличием паразитной индуктивности в длинных”

контурах коммутации многоуровневых инверторов напряжения с фиксирующими

диодами, и предложен способ их решения, основанный на применении резонансной

коммутации по классической полумостовой топологии. Впервые определен критерий

применимости резонансной коммутации ко всем ключам многоуровневого инвертора

напряжения и получено соотношение, определяющее количество “свободных” от

резонансной коммутации ключей.

Ключевые слова: многоуровневый инвертор напряжения, паразитная индуктивность,

контур коммутации, резонансная коммутация, эквивалентный полумост.

P. A. Voronin, D. V. Rozhkov

A Method of switching overvoltage reduction in multilevel invertersTopologies of multilevel inverters implemented in frequency converters for regulated electric

drives of medium power are considered in this article. Overvoltage problems related to existence

of “long” switching circuits of NPC-type multilevel inverters and a method of dealing with them

by means of resonant switching according to classical half-bridge topology are shown. For the

first time criterion of applicability of resonant switching is determined and equation is derived

for determining the number of “free” switches.

Key words: multilevel voltage inverter, stray inductance, switching circuit, resonant

switching, equivalent half-bridge.

В. М Бардин, А. В. Пивкин

Поле излучения импульсного трансформатора

В транзисторных инверторах, работающих в импульсном режиме с ШИМ

регулированием, обязательным элементом схемы является силовой импульсный

трансформатор. С учетом значительной величины коммутируемых с высоким du/dt и

di/dt напряжений и токов вокруг такого трансформатора создается поле излучения с

электрической и магнитной составляющими. Такое поле может представлять

опасность для функционирования рядом расположенных элементов слаботочной

электроники, например системы управления инвертором.

В статье приведены результаты оценки напряженности электрического и

магнитного полей, полученные путем компьютерного моделирования и физического

19

эксперимента. В качестве объекта исследования был выбран силовой трансформатор

сварочного инвертора.

Ключевые слова: силовой импульсный трансформатор, электромагнитное поле,

компьютерное моделирование, физический эксперимент.

V. M. Bardin, A. V. Pivkin

Radiated Field of a Pulse TransformerPower transformer is main element in transistor inverters operating in pulse mode with PWM

control. An electromagnetic field consisted of electric and magnetic components is created

around the transformer due to significant values of switched high voltage and current. This field

may endanger the operation of adjacent elements of low-current electronics, such as the inverter

control system.

The article presents the results of the evaluation of the electric and magnetic fields received

by computer simulation and physical experiments. welding inverter power transformer was

selected as an object of study.

Key words: power pulse transformer, electromagnetic field, computer simulation, physical

experiment.

В. С. Котов, Н. Ф. Голубев, В. В. Токарев, В. Е. Борисенко

Моделирование диодов Шоттки с МОП канавочной структурой

Предложена и обоснована модель переноса носителей заряда в мощных кремниевых

диодах, состоящих из барьеров Шоттки субмикронных размеров, разделенных канавками

с поликремниевыми затворами на вертикальных боковых стенках. Она учитывает

контактную разность потенциалов периферийной – у края канавки, и центральной

областей барьера Шоттки вследствие влияния дополнительного электрического поля,

обусловленного канавками с МОП структурой, влияние сил изображения и дипольного

эффекта на высоту барьера этих областей, и позволяет рассчитывать прямое

напряжение, обратный ток утечки в зависимости от конструктивных особенностей

отдельных элементов диодов. Приведены данные проведенной экспериментальной

проверки, которые подтверждают обоснованность предложенной модели.

Ключевые слова: микроэлектроника, моделирование, диод Шоттки, канавочная

структура, TMBS.

V. S. Kotau, N. F. Golubev, V. V. Tokarev, V. E. Borisenko

Trench MOS barrier Schottky diode simulationModel of charge carrier transfer in power silicon diodes composed of Schottky barriers of

submicronic sizes, divided by trenches with polysilicon gates on vertical sides is offered and

proved. The model takes account of contact potential difference of peripheral –at the edge of a

20

trench and central areas of Schottky barrier caused by the influence of additional electric field

caused by trench with MOS structure, influence of image forces and dipole effect on the barrier

height of these areas, and allows to simulate forward voltage, leakage current in the depending

on design features of separate elements of diodes. Data of experimental verification which

confirm validity of the suggested model is given.

Key words: microelectronics, simulation, Schottky diode, trench structure, TMBS.

А. М. Медведев, Ф. В. Васильев, М. Л. Сокольский

Источник тока для диагностического контроля электрических соединений в авионике

Эта статья является логическим продолжением серии статей по диагностическому

контролю проводников во внутренних слоях многослойных печатных плат, используемых

в авионике. В статье рассматривается возможный метод выявления дефектов

проводников и приведена принципиальная схема устройства, позволяющего его

осуществить.

Ключевые слова: многослойные печатные платы, печатные проводники, контроль

соединений, дефекты цепей.

A.M. Medvedev, F.V. Vasilyev, M.L. Sokolsky

A current source for electric connections diagnostics in avionicsThis article is a logical continuation of a series of articles on testing of interconnections of

multilayer printed circuit boards used in avionics. This article describes the method of

interconnections defects detection and showns schematic diagram of the device for its

implementation.

Keywords: multilayer printed circuit boards, printed conductors, non-destructive testing,

defects circuits.

ПСЭ № 52А. В. Лукин

Анализ перспектив развития источников питания AC-DC

В статье проведен анализ рынка источников питания AC-DC различного назначения и

показано, что в ближайшем будущем этот рынок будет иметь устойчивый рост

практически во всех сегментах.

Ключевые слова: источник питания AC-DC, рынок источников питания, сегмент

рынка, прогноз, перспективы, новые полупроводниковые материалы.A. V. Lukin

21

AC-DC Power Sources Market Development Prospects Analysis

The paper performs an analysis of various applications AC-DC power sources market and

proves its steady growth practically in all segments in the nearest future.

Key words: AC-DC power source, power sources market, market segment, forecast,

prospects, new semiconductor materials.

Ю. Н. Либенко

“Полузаказные” системы вторичного электропитания

Рассмотрены аспекты создания “полузаказных” систем вторичного электропитания

(СВЭП), состоящих из заказной (покупной) централизованной части и оригинальной

распределенной части собственной разработки. Показаны преимущества данной

технологии создания СВЭП и организационные варианты реализации ее распределенной

части, направленные на сокращение сроков выполнения разработки СВЭП, повышение ее

технических и надежностных показателей. Приведены данные о созданной системе

преобразования электроэнергии, являющейся примером заказной части для

“полузаказных” СВЭП.

Ключевые слова: “полузаказная” СВЭП, заказная централизованная часть СВЭП,

распределенная часть СВЭП, уровни совместимости.

U. N. Libenko

“Semicustom” secondary power systemsThe paper considers some aspects of “semicustom” secondary power systems (SPS) design.

Such systems include a custom-made (purchasing) centralized part and an original in-house

design of distributed part. Advantages of such technology of SPS design as well as variants of its

distributed part realization aimed at reduction of design lead time, enhancing of its technical

and reliability characteristics are shown. Characteristics of created energy converting system

that can be an example of a “semicustom” SPS custom-made part are given.

Key words: “semicustom” SPS, custom-made “centralized” part, SPS distributed part,

compatibility levels.

Г. С. Мыцык

О структурировании процедуры проектирования новой техники и о контроле результатов

проектирования на адекватность

Предлагается по-новому структурировать процедуру проектирования в области

силовой преобразовательной техники, выделив в ней в качестве первого наиболее важного

этапа этап структурно-алгоритмического синтеза (САС). Показано, что в качестве

средства контроля полученных здесь результатов достаточным является имитационное

22

компьютерное моделирование и энергетический баланс по входу и выходу устройства, а

для количественного контроля результатов параметрической оптимизации (следующего

за САС этапа проектирования) и получения точных оценок показателей качества по-

прежнему остается традиционный способ контроля – физическое моделирование.

Ключевые слова: силовая преобразовательная техника, процедура проектирования,

этапы, содержание, синтез, оптимизация, критерии оценки адекватности.

G. S. Mytsyk

On structuring of emerging technology design procedure and design output adequacy control

This paper suggests a new way to structure the design procedure in the field of power

conversion technology, highlighting the stage of the structural and algorithmic synthesis (SAS)

as the first and the most important part of this procedure. It is shown that computer simulation

and energy balance of input and output of devices are enough to inspect the quality of obtained

results, and for the quantitative control of parametric optimization results (next design stage

after SAS) and obtaining accurate estimates of quality index, the traditional inspection method

(physical modeling) is used.

Keywords: power conversion technology, design procedure, stage, content, synthesis,

optimization, criteria of estimation of adequacy.

Е. В. Машуков, К. В. Куликовский, Г. М. Ульященко, Д. А. Шевцов

Проблемы ликвидации аварийных дуговых разрядов в авиационных системах

электроснабжения

В статье описана актуальность проблематики аварийных электрических дуговых

разрядов в наземных и авиационных системах электроснабжения, причины и условия их

возникновения, проблемы борьбы с ними на борту летательных аппаратов, методы

ликвидации их возникновений, существующие технические решения.

Ключевые слова: система электроснабжения, коммутационно-защитная аппаратура,

центр управления нагрузкой, электромагнитные помехи, электрический дуговой разряд.

E. V. Mashukov, K. V. Kulikovskiy, G. M. Uliaschenko, D. A. Shevtsov

Problems of Arc Fault Elimination in Aircraft Power-Supply SystemsThe article explains the relevance of arc fault problems in ground based and aircraft power

supply systems, discusses whence and conditions of their origin, as well as problems of their

suppression on board an aircraft, and methods of their genesis liquidation, observes existing

engineering solutions.

Key words: power supply system, switchgears-protection, load control center,

electromagnetic interference, electrical arc discharge.

23

Л. И. Цытович, М. М. Дудкин, О. Г. Брылина, А. В. Тюгаев

Интегрирующие интервало-кодовые устройства синхронизации для ведомых сетью

вентильных преобразователей

В статье рассматривается новый класс интегрирующих интервало-кодовых

устройств синхронизации, обладающих повышенной помехоустойчивостью, адаптацией

к изменениям амплитуды и частоты напряжения сети и широкими функциональными

возможностями в плане диагностирования и защиты вентильных преобразователей при

нарушениях в работе его контура синхронизации. Разработана методика синтеза

интервало-кодовых устройств синхронизации на базе программируемых логических

матриц (программируемых контроллеров).

Ключевые слова: устройство синхронизации, интегрирующий развертывающий

преобразователь, вентильный преобразователь, помехоустойчивость, программируемая

логическая матрица.

L. I. Tsitovich, M. M. Dudkin, O. G. Brylina, A. V. Tygaev

Integrating interval-code devices for mains driven gated convertersThe new class of integrating interval-code timing devices possessing the raised noise stability,

adaptation to changes of mains amplitude and frequency and wide functionality with respect to

diagnosing and protection of gated converters during malfunctioning of of synchronization

circuit is considered in the article. The method of synthesis of integrating interval-code timing

devices on the basis of programmable logic arrays (programmable controllers) is developed.

Keywords: locker, integrating sweep converter, valve inverter, noise stability, programmable

logic array.

Г. А. Белов, Г. В. Малинин, Ю. М. Семенов

Усредненные структурные динамические модели инвертирующего импульсного

преобразователя

Обоснованы усредненные структурные динамические модели инвертирующего

импульсного преобразователя в режимах непрерывного и прерывистого токов, из

которых в качестве частных случаях получаются различные известные усредненные

динамические модели. Обсуждаются возможности использования полученных моделей

для расчета статических и динамических характеристик и синтеза систем управления

преобразователем.

Ключевые слова: импульсный преобразователь, система управления, структурная

динамическая модель, синтез.

24

G. A. Belov, G. V. Malinin, Y. M. Semenov

Averaged structural dynamic models of buck-boost switching converterAveraged structural dynamic models of the buck-boost switching converter in continuous and

discontinuous currents modes, of which as special cases of various known averaged dynamic

models are substantiated. The paper discusses the possibility of using such models to calculate

static and dynamic behavior and synthesize converter control system.

Keywords: switched mode converter, control system, structural dynamic model, synthesis.

В. П. Лазарев, Е. А. Карпенко

Управляемый LED driver

В статье рассматривается энергоэффективная управляемая система искусственного

освещения. Такая система может использоваться для освещения как уличных объектов,

так и внутри помещения. Система состоит из отдельных устройств, объединенных

между собой общей шиной управления и может быть настроена и сконфигурирована

практически под любую задачу конкретного пользователя. Основным узлом системы

является встраиваемый в светильник источник питания с функцией управления, ему и

уделено основное внимание в этой статье.

Ключевые слова: импульсный источник питания, стабилизация тока, модем

интерфейса RS-485.

V. P. Lazarev, Karpenko E. A.

Controlled LED driverIn this article energy-efficient lighting controlled system is considered. This system can be

used for lighting outdoor and indoor objects. The system consists of separate devices united

among themselves by ommon control bus and can be adjusted and configured for any task of the

specific user. The main unit of system is the integrated power supply with control function, and

the main attention is paid to it in this article.

Key words: Pulse power supply, сurrent stabilization, RS-485 interface modem.

Д. А. Шевцов, И. С. Турченко

Моделирование рабочих и аварийных режимов в регулируемом выпрямительном

устройстве на основе управляемого однообмоточного дросселя насыщения

основе управляемого однообмоточного дросселя насыщения.

Исследованы процессы рабочих и аварийных режимов работы устройства при

различных токах управления без выходного сглаживающего фильтра.

Представлены графики процессов в устройстве при включении на короткозамкнутую

нагрузку, а также при закорачивании уже работающей нагрузки. Продемонстрирована

25

способность ОДН обеспечивать защиту от короткого замыкания нагрузки в описанных

выше аварийных режимах. Подчеркивается целесообразность применения

предложенного устройства для авиационных систем электроснабжения.

Ключевые слова: однообмоточный дроссель насыщения, аморфный сплав, регулируемое

выпрямительное устройство, короткое замыкание нагрузки.

D. A. Shevtsov, I. S. Turchenko

Rectifier Unit Based On Controllable Single-Winding Saturable Core Inductor Operating and Emergency Modes Simulation

The paper lists simulation results of a single-phase regulated rectifier unit based on

controllable single-winding saturable inductor.

Unit working processes under operating and emergency modes are examined at various

control currents without an output smoothing filter.

Timing charts of load-on processes of the device are presented under emergency modes such

as load fault close-in and operating load shorting. Short circuit protection capability of the

single-wound saturable inductor is demonstrated in mentioned above modes.

The suitability of proposed unit for aircraft power supply systems needs is stressed.

Key words: single-winding saturable inductor, amorphous alloy, regulated rectifying device,

load shorting.

Д. О. Варламов, В. Г. Еременко, А. А. Лавриков

Моделирование устройства балансировки с рассеивающими резисторами для литий-

ионной аккумуляторной батареи

В статье описана модель устройство балансировки с рассеивающими резисторами,

созданная в программе Matlab Simulink. Рассматриваются результаты моделирования

разбалансированной батареи при наличии в ней дефектного аккумулятора.

Ключевые слова: устройство балансировки, моделирование, MATLAB Simulink,

аккумуляторная батарея.

D. O. Varlamov, V. G. Eremenko, A. A. Lavrikov

Simulation of Balancer With Dissipative Resistors for Lithium-Ion BatteryThis paper describes a model of balancing device with dissipative resistors, created in Matlab

Simulink. Simulation results of unbalanced battery with one defective cell are considered.

Key words: balancer, switched capacitor, simulation, MATLAB Simulink, battery.

С. В. Федоров, А. В. Бондарев, Ф. К. Яппаров

Анализ гармонического состава выходного напряжения непосредственных

преобразователей частоты

26

В статье представлены способы формирования выходного напряжения в

непосредственных преобразователях частоты. Приведен анализ гармонического состава

выходного напряжения. Сделаны выводы о качестве выходного напряжения.

Ключевые слова: непосредственный преобразователь частоты, гармонический анализ

выходного напряжения.

S. V. Fedorov, A. V. Bondarev, F. K. YapparovCycloconverters Output Voltage Harmonic Content Analysis

This article presents methods of a cycloconverter output voltage forming. Analysis of output

voltage harmonic content was carried out. Inferences are drawn concerning the quality of

cycloconverter output voltage.

Key words: cycloconverter, harmonious analysis of output voltage.

Ю. М. Иньков, Я. А. Бредихина, Т. Н. Фадейкин

Потери мощности в конденсаторах фильтра управляемого выпрямителя

электроподвижного состава

В статье приводятся результаты сравнительного анализа потерь мощности в

фильтровых конденсаторах, устанавливаемых на выходе выпрямителей и импульсных

преобразователей постоянного напряжения для тяговых электроприводов, применяемых

на электроподвижном составе магистральных железных дорог и вагонах

метрополитена.

Ключевые слова: конденсатор, управляемый выпрямитель, импульсный

преобразователь, фильтр, автономный инвертор напряжения, исполнительный

двигатель, ряд Фурье.

Y. M. Inkov,Ya. A. Bredihina, T. N. Fadeykin

Power losses in electrically propelled vehicles controlled rectifier filter capacitorsThe article presents the results of comparative analysis of power losses in filter capacitors,

mounted at the output of a rectifier and switched mode DC-DC converters for traction electric

drives now in use for main-line railways electrically propelled vehicles and subway carriages.

Keywords: capacitor, controlled rectifier, switched mode converter filter, autonomous

inverter voltage, actuating motor, Fourier series.

ПСЭ № 53Е. В. Машуков, К. В. Куликовский, Г. М. Ульященко, Д. А. Шевцов

Методы ликвидации параллельной дуги в авиационных системах электроснабжения

постоянного тока

27

В статье рассмотрены причины возникновения параллельного электрического дугового

разряда, описаны проблемы ликвидации. Проведено моделирование алгоритма работы

устройства дугогашения в условиях перемежающегося КЗ с разной частотой,

эффективность которого подтверждена компьютерным моделированием и

результатами испытаний лабораторного макета.

Ключевые слова: авиационная система электроснабжения, коммутационно-защитная

аппаратура, центр управления нагрузкой, электрический дуговой разряд.

E. V. Mashukov, K. V. Kulikovskiy, G. M. Uliaschenko, D. A. Shevtsov

Parallel Arc Elimination Techniques for Aircraft DC Electric Power SystemsThe paper discusses causes of parallel electric arc discharge occurrence, and problems of arc

suppression. Algorithm of arc suppression unit was modeled in the case of intermittent fault with

different frequencies. Its efficiency is verified by computer simulation and breadboard testing.

Key words: aircraft power system, switching and protecting equipment, load control center,

electric arc discharge.

С. Б. Резников, В. В. Бочаров, И. А. Харченко, А. В. Лавринович

Силовые интегральные схемы многофункциональных импульсных преобразователей для

авиационно-космических бортовых электроэнергетических комплексов и систем

Рассмотренные принципиально новые схемотехнические решения для обратимых

выпрямительно-инверторных преобразователей с синусоидальным напряжением

(ОВИП~) или высокочастотным прямоугольным током позволяют реализовывать

силовые интегральные схемы многофункциональных импульсных преобразователей (СИС-

МИП). Указанные силовые интегральные схемы представляются весьма эффективными

при создании электроэнергетических комплексов с модульно-масштабируемой

архитектурой для авиационно-космических бортовых систем электроснабжения.

Работа представляется полезной для широкого круга специалистов в области

транспортных и стационарных автономных и вторичных систем электроснабжения и

отдельных устройств силовой электроники.

Ключевые слова: импульсный усилитель, обратимый преобразователь, бортовая

система электроснабжения, многофункциональные преобразователи.

S. B.Reznikov, V. V.Bocharov, I. A. Kharchenko, A. V. Lavrinovich

Multifunctional Switched Mode Converters Power ICs for Aerospace On-Board Electric Power Complexes and Systems

Discussed principally new circuit solutions for reversible rectifier-inverter converters with

sinusoidal voltage or high-frequency rectangular current allow the implementation of power ICs

fof multifunctional switched mode converters. Such power ICs seem to be very effective for

28

creating electricity complexes with modular scalable architecture for aerospace onboard power

supply systems.

This work can be useful to a wide range of experts in the field of transportation and

stationary off-line and secondary power supply systems as well as individual power electronics

devices.

Key words: pulse amplifier, reversible converter, onboard power system, multifunctional

converters.

В. Г. Еременко, Н. Б. Жирнова, Нян Линн Аунг

Результаты проектирования системы электроснабжения коттеджа с солнечной батареей

Система электропитания коттеджа содержит первичный источник – солнечную

батарею (СБ), размещенную на крыше и постоянно ориентированную на юг,

аккумулятор и аппаратуру регулирования и инвертирования постоянного напряжения в

переменное. Задача проектирования состояла в определении оптимального напряжения

аккумулятора и СБ, типа преобразователя напряжения при фиксированных параметрах

нагрузки. Напряжение АБ и СБ выбиралось между 14 В и 220 В и инвертировалось в 220В

переменного тока с частотой 50Гц и синусоидальной формой с искажением меньше

KГ(UН) 10%. Приводятся результаты моделирования в среде MATLAB–Simulink систем

с разными номинальными напряжениями и типами инверторов.

Ключевые слова: система электропитания, солнечная батарея, инвертор,

моделирование.

V. G. Eremenko, N. B. Zhirnova, Nyan Linn Aung

Some Results of Cottage Electric Power System with Solar Panel DesignThe stand-alone power system (SAPS) consists of a few solar panels, which are constantly

fixed on the roof, a rechargeable battery bank, charge and discharge control system for batteries

and an inverter. This research is designed to determine, the optimum voltage of battery bank and

solar panels, the type of inverter according to parameters of the fix load. In this SAPS system the

results of modeling are caculated in Matlab – Simulink with different nominal voltages of battery

and solar panels 14 – 220V and inverted to 220V AC with the frequency of 50 Hz sine wave with

total harmonic distortion (THD) less than 10%.

Keywords : stand-alone power system, solar panels, modeling, inverter.

М. М. Дудкин, Л. И. Цытович, О. Г. Брылина

Спектральные характеристики развертывающего преобразователя с частотно-широтно-

импульсной модуляцией

29

Рассмотрен принцип построения и временные диаграммы сигналов развертывающего

преобразователя (РП) с частотно-широтно-импульсной модуляцией (ЧШИМ),

применяемого в системах управления вентильными преобразователями. На основе

математического моделирования в среде MatLab+Simulink выполнен анализ статических

и динамических спектральных характеристик РП с ЧШИМ в широком частотном

диапазоне сигнала гармонической помехи. Доказана высокая помехоустойчивость

интегрирующего РП с ЧШИМ.

Ключевые слова: развертывающий преобразователь, частотно-широтно-импульсная

модуляция, широтно-импульсная модуляция, интегрирующий преобразователь,

спектральные характеристики, помехоустойчивость, вентильный преобразователь.

M. M. Dudkin, L. I. Tsitovich, O. G. Brylina

Spectral performances of scanning converters with pulse-frequency-width modulationDesign principle and timing waveforms of scanning converter (SC) with pulse-frequency-

width modulation (PFWM) implemented for gated inverters control systems are considered. On

the basis of mathematical simulation with MatLab+Simulink the comparative analysis of static

and dynamic spectral performances of the SC with PFWM in a wide frequency range of

harmonic interference signal is fulfilled. The high noise stability of integrating SC with PFWM is

proved.

Keywords: scanning converter, pulse-frequency-width modulation, pulse-width modulation,

integrating converter, spectral performances, noise stability, gated inverter.

А. В. Хныков

Цифровые фазовые фильтры и их использование для коррекции цифровых систем

автоматического регулированияВ статье изложена идея об использовании гипотетического фазового фильтра для

коррекции систем автоматического регулирования, доказана принципиальная возможность построения такого фильтра в виде цифрового фазового КИХ–фильтра. Изложена методика синтеза цифрового фазового КИХ–фильтра и обоснована возможность его практической реализации на базе микропроцессоров цифровой обработки сигналов.

Ключевые слова: система автоматического регулирования, цифровой фазовый КИХ–

фильтр, цифровой сигнальный процессор.

A. V. Khnykov

Digital Phase Filters and Their Application for Digital Automatic Control Systems Correction

The article states the idea of using a hypothetical phase filter for automatic control systems of

correction, the possibility in principle of forming up such filter in the form of the digital phase

30

FIR–filter is proved. The technique of synthesis of digital phase FIR–filter is stated and the

opportunity of its practical realization on the basis of digital signal processor (DSP) is proved.

Keywords: automatic control system, digital phase FIR–filter, digital signal processor (DSP).

Г. А. Белов

Расчет и анализ зависимостей размаха пульсаций тока дросселя от параметров режимов

непрерывного и прерывистого тока импульсных преобразователей

Дан обзор литературы, показывающий необходимость обобщения известных методик

анализа статических режимов непрерывного и прерывистых токов (РНТ и РПТ). Для

трех основных схем импульсных преобразователей (понижающей, повышающей и

инвертирующей) обоснованы соотношения для расчета зависимостей размаха пульсаций

тока дросселя от входного и выходного напряжений и обобщенного параметра схемы в

РНТ и РПТ. Примерами продемонстрирована возможность применения этих

зависимостей для расчета индуктивности дросселя. Получены простые формулы для

расчета кривых, ограничивающих области непрерывного и прерывистого токов.

Ключевые слова: импульсный преобразователь, режимы непрерывного и прерывистого

токов, пульсации тока дросселя, граничные кривые, расчет, анализ.

G. A. Belov

Calculation and analysis of switched mode power converters inductor current ripples magnitude dependencies on continuous and discontinuous current mode parameters

The review of literature is given to show the need to generalize well-known static analysis

techniques for continuous and discontinuous currents modes (CCM and DCM). Design ratios for

three basic switched mode power converters (buck, boost and buck-boost) are validated for

calculation inductor current ripples magnitude dependency on input and jut put voltages as well

as schematic generalized parameter. Examples illustrate the possibility of applying these

dependencies to inductor design. Simple equations to calculate the curves, confining CCM and

DCM areas are derived.

Key words: switched-mode converter, continuous and discontinuous current mode, pulse

ripple current inductor, boundary curves, calculation, analysis.

Г. Г. Китушин, К. А. ПироговЧисленная оптимизация коэффициентов линейной обратной связи импульсного источника питания

Рассмотрена методика численной оптимизации коэффициентов цифровых фильтров

линейной обратной связи импульсных систем, используя которую, можно повысить

качество стабилизации и/или переходный процесс при заданном запасе устойчивости.

Все вычисления сводятся к работе с полиномами и решению линейных уравнений, которая

31

проводилась в программе Maxima, а численная минимизация осуществлялась с помощью

библиотек и командного интерпретатора ROOT.

Ключевые слова: линейная обратная связь, оптимизация, запас устойчивости,

импульсный источник питания.G. G. Kitushin, K. A. PirogovNumerical optimization of linear feedback coefficients for switched mode power converter

A numerical optimization method of sampling systems linear feedback digital filters

coefficients is considered. By using this method it is possible to improve stabilization and/or

transient response quality under fixed stability margin. All calculations are reduced to work with

polynomials and linear equation systems solving by program Maxima. Numerical minimization

was realized using libraries and command interpreter ROOT.

Key words: linear feedback, optimization, stability margin, switching power converter.

В. А. ФроловПерспективы использования тиристорных преобразователей напряжения

Рассмотрены различные схемы тиристорных преобразователей трехфазного напряжения в однофазное напряжение с увеличением частоты в три и шесть раз. Проанализированы преимущества каждой схемы.

Ключевые слова: тиристорный источник питания, преобразователь трехфазного напряжения, силовая схема, схема управления.V. A. FrolovProspects of thyristor voltage converters applications

Various topologies of thyristor three-phase voltage to single-phase voltage converters with three and six times frequency increasing are considered. Benefits of each circuit are analyzed.

Key words: thyristor power supply, three-phase voltage converter, power circuit, control circuit.

К. К. Крутиков, В. В. Рожков

Моделирование в схемотехническом пакете Multisim: проблемы и пути их решения

Применение пакета Multisim позволяет получать такие модели сложных электронных

схем, которые в наибольшей степени приближаются к их физическим прототипам. Эти

качества особенно важны в проектной работе и при настройке схем.

Однако практическая работа в Multisim сопровождается рядом проблем, решение

которых лежит на пользователе. Возможны ситуации, когда моделирование дает сбой.

Причины носят как принципиальный математический, так и технологический характер.

Рассматриваются типичные проблемные ситуации и даются рекомендации по их

устранению.

Ключевые слова: схемотехническое моделирование, проблемы сбоев, рекомендации по

устранению.

K. K. Krutikov, V. V. Rozhkov

32

Simulation with circuit design software Multisim: problems and ways to solve themMultisim software application allows to derive such models of electronic schemes, that give

the highest degree of approach to their physical prototypes. These features are of great

importance especially during design work and circuit adjustment.

However, practical work with Multisim software is accompanied by a variety of problems,

that should be solved by a user. Situations are possible when simulation fails. Failure causes

may be of either principal mathematical or technological character. The paper considers typical

problem situations and gives recommendations on how to eliminate them.

Key words: circuit design simulation, failures problems, recommendations for elimination.

Д. В. Сухов, Д. А. Шевцов, Д. М. Шишов

Обзор бездатчиковых методов определения положения ротора синхронного двигателя с

постоянными магнитами

В статье представлена классификация и описание различных методов бездатчикового

управления синхронным электродвигателем с постоянными магнитами на роторе.

Приведены их достоинства и недостатки.

Ключевые слова: синхронный двигатель с постоянными магнитами на роторе, датчик

положения ротора, бездатчиковое управление.

D. V. Sukhov, D. A. Shevtsov, D. M. Shishov

Review of Rotor Position Sensorless Estimation Techniques of Synchronous Machine with Permanent Magnets

Classification and description of various methods of synchronous motor with permanent

magnets sensorless control of is presented in this paper. Their advantages and disadvantages

are given.

Key words: synchronous machine with permanent magnets, position sensor, sensorless

control.

ПСЭ № 54Ю. Н. Либенко

Что такое “хорошо” и что такое “плохо” в направлении создания средств вторичного

электропитания сегодня

В статье с позиций сегодняшнего дня рассматривается ряд аспектов создания

средств вторичного электропитания - отдельных устройств, выполняющих различные

виды преобразования электроэнергии, а также систем вторичного электропитания,

основными компонентами которых и являются эти устройства.

33

Ключевые слова: системы вторичного электропитания, источники вторичного

электропитания, радиоэлектронная аппаратура, модульные компоненты,

функциональные узлы, преобразователь напряжения, безотказность, бесперебойность,

живучесть, коэффициент полезного действия, системный подход.

U. N. Libenko

What is “good” and what is “bad” for means of secondary power supply design tendency today

The paper considers from today's standpoint some aspects of secondary power supply design

–separate units, performing different kinds of electric energy conversion, as well as secondary

power supply systems, where abovementioned components play the key role.

Key words: secondary power supply systems, secondary power supply, communications-

electronics equipment, module components, functional parts, voltage converter, faultlessness,

uninterrupted operation, durability, efficiency, system approach.

Е. В. Машуков, Г. М. Ульященко, К. В. Куликовский

Исследования аварийных дуговых разрядов последовательного типа в авиационных сетях

постоянного тока

В статье описаны условия и особенности явления электрических дуговых разрядов

последовательного типа в системах электроснабжения ЛА. Проведены исследования и

охарактеризованы процессы в электрических дуговых разрядах при различных нагрузках,

присутствующих на борту ЛА.

Ключевые слова: последовательный электрический дуговой разряд.

E.V. Mashukov, G. M. Uliashenko, K. V. Kulikovsky

Exploration of successive type emergency arc discharges in aircraft DC power networksThe paper describes conditions and peculiarities of successive type arc dischargers

phenomenon in flying vehicle electric power systems. Investigations were carried out and

processes in electric arc discharges taken place at various on-board loads were featured.

Key words: successive type arc discharge.

С. Б. Резников, В. В. Бочаров, Ю. В. Ермилов, И. А. Харченко, А. В. Лавринович

Универсальные аппараты регулирования, защиты и коммутации переменно-постоянного

тока с модульной архитектурой для систем электроснабжения полностью

электрифицированных самолетов

Рассмотрены схемотехнические решения для построения универсальных аппаратов

регулирования, защиты и коммутации переменно-постоянного тока с модульной

архитектурой. Они представляются рациональными для эффективного использования, в

34

комбинированных системах электроснабжения (с подсистемой распределения

постоянного повышенного напряжения) перспективных полностью

электрифицированных самолетов. Приведенные схемы аппаратов и структуры каналов

распределения электроэнергии защищены приоритетом РФ. Изложенный материал

представляется полезным для разработчиков авиационно-бортовых и других

автономных систем электроснабжения, а также импульсных преобразователей и

вторичных источников питания бортовых электротехнических комплексов.

Ключевые слова: авиационные системы, аппараты защиты, коммутация, самолет,

постоянное повышенное напряжение.

S. B. Reznikov, V. V. Bocharov, J. V. Ermilov, I. A. Kharchenko, A. V. Lavrinovich

General Purpose Adjustment, Protection and Commutation Units with Modular Architecture for Power-Supply Systems of Wholly Electrical Aircrafts

Schematic solutions for general purpose adjustment, protection and commutation direct and

alternating current units design are considered. They seemed to be rational for efficient

implementation in combined systems (with distribution system of increased DC voltage) for

advanced wholly electrical aircrafts. Given unit schemes and power distribution channels

structures are protested by Russian Federation priority. Material presented in the paper seems

to be helpful to on-board aviation and other off-line poser-supply systems designers as well as

switched mode power supplies and secondary power sources for on-board electric complexes.

Key words: aviation systems, protection units, commutation, aircraft, increased DC voltage.

А. Н. Четин

Влияние способа резервирования на безотказность преобразователя напряжения с

параллельно соединенными силовыми каналами

В статье рассмотрена адаптация стандартного подхода к оценке безотказности

резервированных систем применительно к преобразователям напряжения, и проведена

сравнительная оценка различных способов резервирования их силовых каналов.

Ключевые слова: многоканальный преобразователь напряжения, силовой канал,

параллельная работа, вероятность безотказной работы, интенсивность отказов,

ротация.

A. Chetin

The Impact of Redundant Chanel's Duty on Reliability of Voltage Converter With Power Channels Connected In Parallel

In this article we show the adaptation of standard approach to determine the reliability of

redundant systems in conformity with voltage converters as well as comparative assessment of

different backup methods for their power channels.

35

Keywords: multi-channel voltage converter, power channel, parallel operation, reliability,

failure rate, rotation.

Л. И. Цытович, М. М. Дудкин, О. Г. Брылина, Р. М. Рахматулин, А. В. Тюгаев

Интегрирующие аналого-цифровые преобразователи для систем управления вентильными

преобразователями

В статье рассмотрены принципы построения реверсивных интегрирующих аналого-

цифровых преобразователей (АЦП) с широтно-импульсной и амплитудно-частотно-

импульсной модуляцией, предназначенных для систем управления вентильными

преобразователями.

Приведены структурные схемы реверсивных интегрирующих АЦП, их временные

диаграммы сигналов, а также логарифмические амплитудно-частотные

характеристики. Дан анализ статических и динамических характеристик

преобразователей напряжения в частоту импульсов с синфазной и противофазной

амплитудно-частотно-импульсной модуляцией.

Ключевые слова: интегрирующий аналого-цифровой преобразователь,

преобразователь напряжения в частоту импульсов, интегрирующий развертывающий

преобразователь, система управления, вентильный преобразователь, широтно-

импульсная модуляция, амплитудно-частотно-импульсная модуляция,

помехоустойчивость, дрейф “нуля”.

L. I. Tsitovich, M. M. Dudkin, O. G. Brylina, R. M. Rahmatulin, A. V. Tugaev

Integrating Analog-Digital Converter For Gated Connverters Control SystemsThe article discusses design principles of reversible integrating analog to digital converter

(ADC) with pulse-width and amplitude-pulse-frequency modulation meant for control systems of

valve inverters are considered.

The block diagrams of reverse integrating ADC, their timing waveforms diagrams as well as

logarithmic amplitude-response curves are produced. Static and Dynamic characteristics

analysis of voltage to pulse frequency converters with in-phase and contra-phase amplitude-

pulse-frequency modulation is given.

Key words: integrating analog-digital converter, voltage converter into frequency of pulses,

integrating sweep converter, control system, valve inverters, pulse-width modulation, amplitude-

pulse-frequency modulation, noise immunity, drift of the “zero”.

О. Г. Брылина

Многозонные регуляторы с различными законами широтно- и частотно-широтно-

импульсной модуляции

36

Приводятся результаты сопоставительного анализа качества передачи

гармонического сигнала в однотактных и двухтактных многозонных регуляторах (МР) с

различными законами модуляции по критерию минимума коэффициента гармоник

выходного сигнала. Рассматриваются МР с широтно- и с частотно-широтно-

импульсной модуляцией. Приведены структурные схемы, временные диаграммы сигналов

регуляторов при гармоническом входном воздействии, основные расчетные

соотношения, а также характеристики, полученные в результате моделирования в среде

Matlab+Simulink.

Результаты исследований могут представлять интерес для специалистов в области

силовой и информационной электроники, электропривода и автоматизации

технологических процессов.

Ключевые слова: многозонный регулятор, однотактная модуляция, двухтактная

модуляция, широтно-импульсная модуляция, частотно-широтно-импульсная модуляция,

коэффициент гармоник, интегратор, релейный элемент, ключевой элемент.

O. G. Brylina

Multi-zone regulators with different types of pulse-width and frequency-pulse-width modulation

The results of a comparative analysis of a transmission quality of the harmonic signal in

single-ended and push-pull multi-zone regulators with different types of the modulation are

considered in this article. The comparative analysis was made by a minimum of the harmonics

factor of the output signal. The multi-zone regulators with pulse-width modulation and

frequency-pulse-width modulation are shown. The structure charts of the multi-zone converters,

their time diagrams for harmonic input signal, main analytical expressions and characteristics

obtained as a result of a modeling in Matlab + Simulink are given.

This article may interest specialists in the field of power and information electronics, of the

electric drive and automation of technological processes.

Keywords: multi-zone regulator, single-ended modulation, push-pull modulation, width-pulse

modulation, frequency-width-pulse modulation, harmonics factor, integrator, relay element, key

element.

Г. С. Мыцык

Об особенностях определения КПД трехфазного инвертора напряжения по мостовой

схеме

Работа трехфазного инвертора напряжения (ТИН) при активно-индуктивной

нагрузке до определенного значения cosφ нагрузки характеризуется внутренней

циркуляцией реактивного тока нагрузки, что сопровождается небалансом полных

37

мощностей по его выходу и входу и не позволяет использовать традиционный подход к

определению его КПД. С учетом этого предложен другой подход, обеспечивающий

корректное решение данной задачи. Для простейшего алгоритма управления ТИН

предложена упрощенная методика получения модельного описания процессов в нем,

которое основано на использовании метода основной гармоники и необходимо при

системном проектировании.

Ключевые слова: инвертор напряжения, алгоритм управления, небаланс мощностей,

коэффициент полезного действия (КПД), модельное описание процессов, метод основной

гармоники, обеспечение системного проектирования.

The operation of Three-phase Voltage Inverter (TVI) with active-inductive load up to a

certain value of load cosφ is characterized by internal circulation of reactive load current, which

is accompanied by unbalance of apparent (total) power on the input and output of the inverter

and does not allow to use traditional method of its efficiency determination. Therefore, in this

paper a new method ensuring the correct solution of this problem is offered. For the simple

control algorithm of TVI, the simple method of model description based on the use of

fundamental harmonic method for the processes in its, which is necessary for systematic design,

is suggested.

Keywords: voltage inverter, control algorithm, unbalance power, efficiency, model

description of processes, method of the fundamental harmonic, systematic design support.

Хлаинг Мин У

Упрощенная методика расчета характеристик регулируемого широтным способом

однофазного инвертора напряжения

Приведено упрощенное, удобное для инженерной практики модельное описание

процессов в регулируемом широтным способом однофазном инверторе напряжения

(ОИН) по мостовой схеме, основанное на использовании метода основной гармоники.

Показано, что при активно-индуктивной нагрузке и при угле регулирования α≠0 баланс

полных мощностей по выходу и входу ОИН не выполняется, что должно учитываться

при определении КПД инвертора. Представлена методика его определения.

Ключевые слова: однофазный инвертор, регулирование напряжения, небаланс

мощностей, циркуляция реактивного тока нагрузки, модельное описание, КПД.

Hlaing Min Oo

Simplified method for calculating the characteristic of pulse-width regulated Single-phase Voltage Inverter

Based on the method of fundamental harmonic, model description which is very simple and

convenient in engineering practice, for the processes of pulse-width regulated bridge circuit

38

Single-phase Voltage Inverter (SVI) is offered. The balance of total power of the output and

input of SVI in the active-inductive load and regulating angle α ≠ 0 is unsatisfied. This

imbalance have to be considered when determining the efficiency of inverter. In this paper the

technique for its solution is presented.

Keywords: single-phase inverter, voltage regulation, power imbalance, the circulation of

reactive load current, model description, efficiency.

А. Ю.Бальзамов, И. И. Байнева

Устройство для контроля параметров и сортировки радиоэлементов

Исследованы принцип работы и построение устройства контроля параметров и

сортировки радиоэлементов (резисторов, конденсаторов, малогабаритных дросселей) на

базе микроконтроллера ATmega64 фирмы Atmel.

Ключевые слова: резистор, конденсатор, дроссель, ток, напряжение, переходный

процесс, микроконтроллер, сортировка.A. J. Balzamov, I. I. Bayneva

The Device for Radioelements Parameters Monitoring and SortingThe paper studies the principle of operation and the structure of the device for radioelements

(resistors, capacitors, small inductors) parameters monitoring and sorting based on ATmega64

microcontroller from Atmel.

Key words: resistor, capacitor, inductor, current, voltage, transition process, microcontroller,

sorting.

ПСЭ № 55А. В. Лукин, В. В. Макаров

В статье рассмотрены современные тенденции развития преобразователей постоянного

напряжения малой мощности (до 300 Вт) и все аспекты их создания – от элементной

базы до экономической составляющей вопроса. Показано, что улучшение удельных массо-

объемных характеристик с одновременным повышением КПД таких преобразователей

по-прежнему остается наиболее актуальной задачей.

Ключевые слова: DC-DC преобразователь, элементная база, блок питания,

электронные компоненты, электромагнитные компоненты, мощность, КПД.

A. V. Lukin, V. V. Makarov

New Generation of DC-DC Converters Produced by “MMP-Irbis”The paper considers modern trends of the development of low-power (up to 300 W) DC-DC

converters and all aspects of their creation – from component base to economic constituent part

39

of the problem. The authors show that improvement of mass-energy characteristics together with

efficiency increase of such converters still remains the most up-to-date problem.

Key words: DC-DC converter, element base, power supply unit, electronic components,

magnetic components, electric power, efficiency.

Г. А. Белов, С. В. Абрамов

Влияние частоты переключений на динамические показатели качества понижающего

импульсного преобразователя с одноконтурной системой управления

Проведено исследование устойчивости и колебательности переходных процессов в

одноконтурной системе управления понижающим импульсным преобразователем, при

изменении частоты переключений. Построены и проанализированы годографы корней

характеристического уравнения дискретной модели и частотные характеристики и

определен коэффициент колебательности. Показано, что с уменьшением частоты

переключений результаты, получаемые из непрерывной модели, дают все большую

погрешность, а качество переходных процессов резко ухудшается, когда отношение

частоты переключений к частоте среза меньше пяти.

Ключевые слова: импульсный преобразователь, система управления, дискретная

структурная модель, передаточная функция, характеристическое уравнение, годографы

корней, частотные характеристики, коэффициент колебательности.

G. A. Belov, S. V. Abramov

Switching frequency effect on dynamic performance quality of buck converter with single-loop control system

The paper studies stability and transient response of a single-loop control system for buck

switched mode converter under switching frequency variations. Discrete model characteristic

equation locus diagrams as well as Bode diagrams were developed and analyzed. and oscillation

gain was determined. It is shown that with switching frequency decreasing results obtained from

the analog model, give the increasing error and the quality of transients is deteriorating, when

switching frequency to the cutoff frequency ratio becomes less than five.

Keywords: switched mode converter, control system, discrete structural model, transfer

function, characteristic equation, roots locus, Bode diagrams, oscillation gain.

П. А. Воронин, И. П. Воронин, Д. В. Рожков

Применение резонансной коммутации в многоуровневых инверторах напряжения

40

Рассмотрено применение типовых схем резонансной коммутации в многоуровневых

инверторах напряжения с фиксирующими диодами. Математически обоснована

способность схем мягкой (резонансной) коммутации обеспечивать поглощение

распределенной паразитной индуктивности в контурах коммутации. Представлен метод

формирования эквивалентных полумостов в многоуровневых инверторах напряжения с

симметричной схемой включения фиксирующих диодов. Впервые показано применение

типовых решений резонансной коммутации для многоуровневых инверторов напряжения

с симметричной схемой включения фиксирующих диодов. Сформулированы требования к

фиксирующим диодам многоуровневого инвертора при применении резонансной

коммутации.

Ключевые слова: многоуровневый инвертор напряжения, паразитная индуктивность,

контур коммутации, резонансная коммутация, эквивалентный полумост, симметричная

схема.

P. A. Voronin, I. P. Voronin, D. V.Rozhkov

Implementation of soft switching techniques for multilevel invertersThe authors have shown an implementation of typical soft switching topologies in NPC-type

multilevel invertors with symmetrical diode connection. The ability of soft-switched structures to

absorb distributed stray inductance in commutation loops is mathematically proved. The method

of equivalent half-bridges in NPC-type multilevel invertors with symmetrical diode connection is

presented. For the first time the implementation of generic soft-switch solutions for multilevel

voltage inverters with symmetrical diode connection is presented. The requirements to fixing

diodes of multilevel inverter with soft-switching techniques are stated.

Key words: multilevel inverter, stray inductance, switching circuit, soft switching, equivalent

half-bridge, symmetrical diode connection.

В. П. Падеров, А. В. Виль

Расчет мощности потерь в силовом МОП транзисторе при работе на индуктивную

нагрузку

Выведено простое соотношение для оценки мощности коммутационных потерь в

силовом МОП транзисторе при работе на индуктивную нагрузку при высоком

напряжении питания.

Ключевые слова: силовой МОП транзистор, мощность коммутационных потерь,

аналитическое соотношение для расчета мощности коммутационных потерь.

Paderov V.P., Vil A.V.

Power losses calculation in power MOSFET with inductive loadA simple equation for power MOSFET switching power losses estimation when MOSFET is

operating in inductive load mode and high supply voltage is derived.

41

Key words: power MOSFET, switching power losses, analytical equation for switching power

losses calculation.

Е. В. Машуков, К. В. Куликовский, Г. М. Ульященко

Методы индикации и ликвидации аварийных дуговых разрядов в системах

электроснабжения

ликвидации аварийных дуговых разрядов в различных системах электроснабжения.

Проведен анализ материалов из различных источников, включая: научно-технические

статьи и конференции, патентные заявки, опубликованные результаты исследований.

На основании изученных источников, сформированы основные направления развития

методов индикации и ликвидации аварийных дуговых разрядов, учтены их особенности,

дана их классификация.

Ключевые слова: система электроснабжения, коммутационно-защитная аппаратура,

центр управления нагрузкой, электрический дуговой разряд.

E. V. Mashukov, K. V. Kulikovskiy, G. M. Uliaschenko

Emergency Arc Discharges Indication and Elimination Methods for Electric Power Systems

The paper considers and gives an account of research guidelines, methods as well as

principles of emergency arc discharges indication and elimination for different kinds of electric

power systems. Materials from different sources were analyzed, including scientific and

technical conferences and papers, patent applications, published results of the investigation.

Emergency arc discharges indication and elimination methods guidelines are formed on the

basis of examined materials, their features are taken into account, and their classification is

given.

Key words: electric power system, switching and protecting hardware, load control center,

electrical arc discharge.

В. А. Фролов

Анализ работы конвертера как объекта с переменной структурой

Рассмотрена работа силовой части сварочных инверторных источников питания как

объектов с переменной структурой. Найдены математические зависимости переходных

процессов по току в нагрузке для каждой схемы и при изменении параметров схемы.

Предложен графо – аналитический метод расчета переходных процессов.

Ключевые слова: инверторный источник питания, объект с переменной структурой,

переходной процесс.

V. A. Frolov

42

Operational analysis of a converter as an object with variable structureOperation of welding inverters power source power stage as objects with variable structure is

studied. Mathematical relations of transient load currents are obtained for each scheme as well

as under change in the parameters of the schemes. Transient analysis semigraphical method is

put forward.

Key words: inverter power source, object with a variable structure, transient.

А. В. Вахничев

Система электроснабжения для современных летательных аппаратов

Современный самолет невозможно представить без огромного числа потребителей

электрической энергии на борту. Эти потребители выполняют различные функции.

Некоторые из них обеспечивают безопасность полета. Некоторые обеспечивают

комфортные условия для пассажиров и экипажа. Все эти потребители объединяет

необходимость в качественной электрической энергии. Система электроснабжения

предназначена для обеспечения качественной электрической энергией всего оборудования

самолета. Рост суммарной мощности потребителей электрической энергии на борту

самолета требует новых подходов к проектированию системы электроснабжения.

Ключевые слова: система электроснабжения, потребитель электроэнергии,

мощность, система генерирования, переменный ток, постоянный ток, постоянная

частота, выпрямитель, генератор, установленная мощность, аккумуляторная батарея,

система с повышенным напряжением.

Vakhnichev Aleksey

Electrical power supply system for modern aircraftA modern aircraft is impossible to imagine without a large number of consumers of electric

power on board. These consumers perform different functions. Some of them provide the flight

safety. Some provide comfortable environment for passengers and crew. All of these consumers

require high quality electrical power. Electrical power supply system is designed to provide

high-quality electrical power for all aircraft equipment. Total power demand of onboard

consumers growth requires new approaches to design of power supply system.

Key words: electrical power supply system, consumer of electric power, power, generating

system, AC, DC, constant frequency, rectification circuit, generator, installed generating

capacity, installed power, rechargeable battery, higher voltage system

Д. А. Шевцов, И. С. Турченко

Моделирование режимов работы перспективного магнитно–регулируемого выпрямителя с

выходным сглаживающим фильтром

43

В статье приведены результаты моделирования перспективного авиационного

однофазного магнитно-регулируемого выпрямительного устройства на основе

управляемых однообмоточных дросселей насыщения с L-, C-, LC-выходными

сглаживающими фильтрами в переходных, установившихся и аварийных режимах.

Предложена относительно простая методики расчета параметров L-, C-, LC-

сглаживающих фильтров для выпрямителя. Описаны особенности построения

имитационно–компьютерных моделей магнитно-управляемого выпрямителя с

рассматриваемыми выходными фильтрами. На основе результатов имитационно-

компьютерного моделирования показано, что управляемый однообмоточный дроссель

насыщения сохраняет способность регулировать выходное напряжение выпрямителя и

обеспечивать защиту от коротких замыканий нагрузки при применении L-, C-, LC-

сглаживающих фильтров.

Ключевые слова: магнитно–регулируемое выпрямительное устройство, управляемый

однообмоточный дроссель насыщения, выходной сглаживающий фильтр, короткое

замыкание нагрузки, передаточная функция, амплитудно–частотная характеристика,

имитационно–компьютерное моделирование

D. A. Shevtsov, I. S. Turchenko

Simulation of processes in a prospective magnetic–regulated rectifier with output smoothing filter

The paper presents simulation results of a prospective aviation single-phase magnetic–

regulated rectifier based on controllable single winding saturable inductors with L-, C-, LC-

output smoothing filters in transition, steady-state and emergency modes. A relatively simple

procedure for parameter calculation of L-, C-, LC-output smoothing filters for rectifier is

offered. Peculiarities of magnetic–regulated rectifier with considered smoothing filters

simulation model design are described. On the basis of simulation results it is shown that the

controllable single- winding saturable inductor using L-, C-, LC-smoothing filters remains

capable of controlling rectifier output voltage and providing load short circuit protection.

Key words: magnetic–regulated rectifier, controllable single-winding saturable inductor,

output smoothing filter, load short circuit, transfer function, amplitude–frequency characteristic,

amorphous alloy, regulated rectifying device, load shorting, simulation–computer modeling.

В. Т. Пенкин, Д. В. Сухов, Д. А. Шевцов, Д. М. Шишов

Бездатчиковый регулятор бесколлекторного двигателя постоянного тока с постоянными

магнитами на роторе

В статье описан модифицированный метод бездатчикового управления

бесколлекторным двигателем постоянного тока с постоянными магнитами на роторе

44

на основе вычисления противо-ЭДС фаз. Описана структура регулятора, построенного

на базе этого метода.

Ключевые слова: бесщеточный двигатель постоянного тока, датчик положения

ротора, бездатчиковое управление, транзисторный регулятор бесщеточного двигателя

постоянного тока.

Penkin V. T., Sukhov D. V., Shevtsov D. A., Shishov D. M.

Sensorless Сontroller of BLDC Motor with Permanent MagnetsModified method of BLDC motor sensorless control, based on back-EMF calculation, is

presented in this paper. Control system structure based on proposed method is presented too.

Key words: brushless DC motor, position sensor, sensorless control, transistor regulator for

brushless DC motor.

В. М. Бардин, А. В. Земсков

О возможности наращивания мощности сварочных комплексов

Для увеличения нагрузочной способности, повышения удобства, гибкости построения,

унификации сварочных комплексов можно использовать модульный принцип

наращивания мощности, что позволит снизить стоимость затрат на киловатт

потребляемой энергии. Кроме того, модульное наращивание мощности позволяет

увеличить технологическую надежность системы из-за возможности быстрой замены

отказавшего модуля. На основе полученных в работе данных можно сформулировать

требования по обеспечению идентичности параметров и характеристик сварочных

модулей в процессе их изготовления.

Ключевые слова: инвертор, модульное наращивание мощности, моделирование,

электродуговая сварка

V. M. Bardin, A. V. Zemskov

On the possibility of welding complexes modular power build-upTo add load capacity, increase convenience, design flexibility, and unification of welding

systems a modular approach can be used to build-up capacity. All these factors will lead to cost reduction per every kilowatt of consumed energy. In addition, such modular capacity build-up allows to increase technological reliability of the system due to the possibility of rapid failed module replacement.

Based on the data obtained in this work requirements for parameters and characteristics identity of welding modules during manufacturing can be formulated.

Key words: inverter, modular power build-up, simulation, electric-arc welding.

ПСЭ № 56

45

С. В. Аверин, В. С. Коняхин, С. Ф. Коняхин

Влияние параметров контуров межфазного замыкания на электромагнитные процессы в

трехфазном инверторе систем электроснабжения ЛА

В статье рассмотрены и проанализированы структуры контуров, образующихся при

межфазном замыкании в трехфазных инверторов и показано их влияние на процессы

нарастания перенапряжений на выходах питающих их преобразователей. Приведенные

результаты анализа структур контуров дают возможность разрабатывать

трехфазные инверторы с повышенной надежностью.

Ключевые слова: система электроснабжения летательных аппаратов, трехфазный

инвертор напряжения, аварийные режимы.

S. V. Averin, V. S. Koniahin, S. F. Koniahin

Effect of phase-to-phase short circuit loops parameters on electromagnetic processes in three-phase inverter for aircraft power supply systems

The paper considers structures of current loops that formed in the course of phase-to-phase

short circuit and shows its effect on overvoltage rise processes at their supply rails. The given

results of current loops structures analysis make it possible to design three-phase inverters with

higher reliability.

Key words: flying vehicle electric power supply system, three-phase voltage inverter,

emergency modes.

А. А. Гуров, С. Н. Бродников, Р. Н. Буланов, П. П. Лукашов

Современное состояние и тенденции развития систем автономного электроснабжения

наземных подвижных объектов

Рассматриваются современные тенденции проектирования автоматизированных

систем автономного электроснабжения объектов специальной техники в процессе

модернизации, обусловленной ростом требований потребителей к электропитанию.

Основное внимание уделено выбору структуры системы в зависимости от используемого

рода тока.

Ключевые слова: система автономного электроснабжения, преобразовательные

устройства, конвертор напряжения, модернизация систем электроснабжения.

A. A. Gurov, S. N. Brodnikov, R. N. Bulanov, P. P. Lukashov

State of the art and development trends of off-line electric power supply systems for ground vehicles

The paper considers recent trends of off-line automated electric power supply systems for

purpose-built machinery in the course of upgrading stipulated by power consumers growing

46

requirements for electric power quality. The emphasis is on system structure selection depending

on a used type of current.

Key words: autonomous power supply system, converter units, converter, modernization of

power supply systems.

С. В. Аверин, В. В. Крючков, Ю. Г. Следков

Трехфазный транзисторный преобразователь частоты для систем электрооборудования

летательных аппаратов

Рассмотрен трехфазный транзисторный преобразователь частоты (ТТПЧ), основой

которого является трехфазный мостовой инвертор в режиме двухуровневой

синусоидальной широтно-импульсной модуляции (ШИМ-СИН-2), предназначенный для

работы в составе как бортового, так и наземного электрооборудования летательных

аппаратов (ЛА). Подобные устройства необходимы для обеспечения питания бортовых и

наземных потребителей систем электрооборудования трехфазным синусоидальным

напряжением стабильной частоты.

Ключевые слова: система электрооборудования, преобразователь частоты,

трехфазный транзисторный мостовой инвертор, спектральный состав, коэффициент

гармоник, выходной фильтр.

S. V. Averin, V. V. Kryuchkov, U. G. Sledkov

Three-Phase Cycloconverter for Flying Vehicles Electric Power SystemsThe paper presents three-phase transistor cycloconverter, based on three-phase transistor

bridge inverter operating in two-level sinusoidal pulse-width modulation (SPWM-2) designed for

either on-board or nonflying aircraft electronic and electromechanical equipment. Such

cycloconverters are absolutely necessary to provide on-board and ground consumers of

electrical energy with three-phase sinusoidal voltage of constant frequency.

Key words: electric power system, cycloconverter, three-phase transistor bridge inverter,

frequency content, total harmonic distortion, output filter.

Д. С. Силкин, В. П. Падеров

Определение номиналов элементов снабберных цепей для тиристоров в составе инвертора

тока для печи индукционной плавки

В статье приведены результаты моделирования инвертора тока в программе Saber с

помощью физической кусочно-зарядовой модели тиристора scr2, использующей

физические параметры полупроводниковой структуры. Из результатов моделирования

были получены графики зависимостей перенапряжений на тиристорах от номиналов

элементов снабберных цепей и разброса заряда обратного восстановления самих

47

приборов в последовательном соединении. Были определены значения сопротивлений и

емкостей снаббера для данного инвертора тока, обеспечивающие защиту от

перенапряжений.

Ключевые слова: тиристор, последовательное соединение, инвертор тока,

перенапряжение, определение номиналов снабберной цепи.

D. S. Silkin, V. P. Paderov

Snubber circuits rated values evaluation for thyristors as parts of current-source inverter for induction melting furnace

The article presents modeling results of a current-source inverter with the aid of a physical

lumped-charge thyristor model scr2 using physical parameters of semiconductor structures.

Graphic dependences of thyristors overvoltages from snubber circuit elements rated values as

well as variation of reverse recovery charge of devices in serial connection were obtained from

simulation results. The values of snubber resistance and capacitance values providing a surge

protection were calculated for this current-source inverter.

Keywords: thyristor, serial connection, current-source inverter, overvoltage, snubber circuit

rated values determination

С. Б. Резников, В. В. Бочаров, А. В. Лавринович, И. А. Харченко

Унифицированно-модульный синтез силовых интегральных схем многофункциональных

импульсных преобразователей для авиационно- космических комбинированных систем

электроснабжения переменно-постоянного тока (Цикл статей). Часть 1.

Унифицированные базовые модули обратимых импульсных конверторов с

промежуточным индуктивным накопителем

Унифицировано – модульный синтез статических преобразователей, в частности-

вторичных источников питания, регуляторов, стабилизаторов и др. является наиболее

перспективной технологией в области практической силовой электроники транспортных

средств. Особую роль он играет в авиационно-космических бортовых системах

электроснабжения (СЭС) с повышенными требованиями к надежности,

взаиморезервированию (живучести), контроле- и ремонтопригодности (с учетом

вынужденных простоев транспорта), массо- габаритным и энергетическим

показателям, качеству электроэнергии и ЭМС, элементной и схемотехнической

преемственности и возможности гибкого варьирования установленной мощности

(модульно-масштабируемая архитектура).

Авторами предлагается цикл статей с указанным в заголовке общим названием,

посвященных нетрадиционным схемотехническим решениям при создании основных

унифицированных базовых модулей для дальнейшего синтеза силовых интегральных схем

48

(СИС) обратимых (двунаправленных) многофункциональных импульсных

преобразователей (МИП): непосредственных и каскадно-трансформаторных, с

промежуточными трансреакторными демодуляторами-накопителями и др.

Предлагаемые схемотехнические решения являются результатом многолетних научно-

исследовательских работ, проведенных с участием авторов в МАИ совместно с

ведущими авиационно- космическими предприятиями и защищены приоритетом РФ.

Цикл статей предназначен для разработчиков комбинированных автономных систем

электроснабжения постоянно–переменного тока “полностью электрифицированных

самолетов”, а также представляется интересным для широкого круга специалистов в

области транспортной силовой электроники.

Ключевые слова: полностью электрифицированный самолет, обратимый

преобразователь, бортовая система электроснабжения, многофункциональные

импульсные преобразователи.

S. B. Reznikov, V. V. Bocharov, A. V. Lavrinovich, I. A. Kharchenko

Unified-modular synthesis of power ICs for multifunctional SMPCs for aerospace combined AC-DC electrical power systems (Series of articles). Part 1. Unified basic modules of reversible SMPCs with intermediate inductive energy storage device

Unified-modular synthesis of static converters, particularly secondary power supplies

regulators, stabilizers, etc. is the most promising technology in the field of transportation

vehicles power electronics. It plays special part in aerospace onboard power supply systems

with high requirements for reliability, survivability, control, and serviceability (taking into

account transport downtime), weight, dimensions and energy performances, power quality and

EMC, components and circuit continuity as well as flexibility of varying the installed capacity

(modular, scalable architecture).

The authors offer a series of articles with the general title name dedicated to non-traditional

circuit engineering solutions when creating unified basic modules for further synthesis of power

integrated circuits. Proposed circuit solutions are the result of years of research work carried

out with the participation of the authors from MAI in cooperation with leading aerospace

companies and are protected by the priority of the Russian Federation.

This series of articles is intended for developers of AC–DC off-line power supply systems for

“All Electric Aircraft” and appeals to a wide range of experts in the field of transportation

power electronics.

Key words: all electric aircraft, reversible converter, onboard power system, multifunctional

impulse converters

С. В. Федоров, Л. Э. Рогинская, А. В. Бондарев

49

Влияние алгоритмов формирования выходного напряжения системой управления на

качественные показатели матричного преобразователя частоты

converterВ статье производится систематизация существующих алгоритмов модуляции и

систем управления, реализующих данные алгоритмы. Проводится оценка алгоритмов

модуляции по критерию минимума несинусоидальности (коэффициента гармоник)

выходного напряжения. Приводятся результаты сравнения алгоритмов формирования

выходного напряжения.

Ключевые слова: матричный преобразователь частоты, циклическое переключение,

широтно-импульсная модуляция, гармонический анализ выходного напряжения.

S. V. Fedorov, L. E. Roginskaya, A. V. Bondarev

The impact of output voltage algorithms generation by control system on the quality indicators of matrix frequency converter

This article systematizes the existing modulation algorithms and control systems that

implement these algorithms. The estimation of modulation algorithms is performed on the basis

output voltage anharmonicity minimum criterion (THD). The results of the output voltage

generating algorithms comparison are given.

Key words: matrix converter frequency, cycle, pulse-width modulation, harmonic analysis of the

output voltage.

С. В. Федоров, Л. Э. Рогинская, А. В. Бондарев

Способ формирования выходного напряжения двенадцатифазно-однофазного

непосредственного преобразователя частоты на основе цифрового квантования

В представлен способ формирования выходного напряжения двенадцатифазно-

однофазного непосредственного преобразователя частоты на основе цифрового

квантования. Проводится оценка данного способа по критерию минимума

несинусоидальности (коэффициента гармоник) выходного напряжения.

Ключевые слова: непосредственный преобразователь частоты, цифровое

квантование, гармонический анализ выходного напряжения.

S. V. Fedorov, L. E. Roginskaya, A. V. Bondarev

Twelve-phase-single-phase direct frequency converter output voltage formation method based on digital quantization

This article presents a twelve-phase-single-phase direct frequency converter output voltage

formation method based on digital quantization. Evaluation of this method according to the of

minimum non-sinusoidal output voltage criterion (THD) is carried out.

50

Key words: direct frequency converter, digital quantization, harmonic analysis of the output

voltage.

В. П. Феоктистов, Ю. Ю. Чуверин, В. А.Шаров, Д. В.Назаров

Плавное регулирование магнитного потока тяговых электродвигателей постоянного тока

последовательного возбуждения

В тяговых электроприводах с двигателями постоянного тока широко используют

регулирование магнитного потока. Это облегчает управление поездом, особенно в зоне

высоких скоростей, но применяемая система регулирования предполагает использование

небольшого числа ступеней для изменения соотношения тока обмоток возбуждения и

тока якорных обмоток. На мотор-вагонных электропоездах постоянного тока обычно

предусматривают три таких ступени, а на пассажирских электровозах – пять. При

этом усложняется управление электроприводом и ухудшаются условия

функционирования тягового двигателя.

Для исключения этих недостатков предложено плавное регулирование магнитного

потока при помощи импульсного преобразователя. Этот преобразователь может быть

выполнен на базе силового транзистора, включенного параллельно резистору в цепи

шунтирования обмотки возбуждения. Любой диапазон регулирования в такой схеме

обеспечивается изменением коэффициента заполнения преобразователя.

Показано, что такая система управления обеспечивает нелинейную

регулировочную характеристику непрерывного типа (без разрывов первого и второго

рода). Приведена рекомендация по переходу к схеме с линейной регулировочной

характеристикой.

Импульсное регулирование ведет к пульсациям тока в обмотках возбуждения

двигателей. Расчет этих пульсаций выполнен на основе теории электрических цепей для

квазистационарного режима работы тягового электропривода.

Соответствующий электромагнитный процесс описан линейным

дифференциальным уравнением первого порядка, которое соответствует второму

закону Кирхгофа. Для его решения введены допущения, позволяющие перейти к линейному

алгебраическому уравнению. Его решение соответствует пульсационной

характеристике, в качестве которой принята зависимость размаха пульсаций тока от

коэффициента заполнения импульсного цикла.

Указанные характеристики рассчитаны для электропоезда ЭД4М при модернизации его

с установкой импульсного преобразователя в цепи шунтирования обмоток возбуждения в

каждом моторном вагоне. Обоснована рекомендация по усовершенствованию тягового

электропривода с двигателями постоянного тока.

51

Ключевые слова: тяговые электродвигатели, регулирование магнитного потока,

постоянный ток, импульсный преобразователь, автоматическое регулирование.

V. P. Feoktistov, Y. Y. Chuverin, V. A.Sharov, D. V.Nazarov

Smooth control of magnetic flux for traction DC motors with series excitationTraction DC motor drives extensively use magnetic flux regulation. It simplifies train control,

in particular in high speed area. But such control system assumes small number of steps to alter

the ratio of excitation and armature windings currents. With motor coach DC electric train three

such steps are provided, and with passenger electric locomotive – five. With this, electric motor

drive control becomes more complicated, and traction engine operation conditions deteriorate.

To eliminate these disadvantages the paper suggests smooth control of magnetic flux with

switched mode converter. This converter can be based on power transistor in parallel with

resistor in excitation winding bypassing circuit. Any desirable control range in such structure is

provided by a duty ration of the converter.

It is shown that such control system provides non-linear regulating characteristic of

continuous type (without ordinary and non-removable discontinuity). The authors give

recommendation on transition to the structure with linear regulating characteristic.

Pulse control leads to current ripples in motor excitation winding. Evaluation of these current

ripples was made based on electric circuit theory for traction drive quasi-stationary operating

mode.

Corresponding electromagnetic process is described by first-order linear differential

equation, which complies with KVL. To solve it we introduce suppositions that allow transition

to linear algebraic equation. Its solution conforms to oscillatory response, represented by the

current ripples magnitude dependence from pulse cycle duty ratio.

The abovementioned characteristics were calculated for the electric train during its upgrading

by switched mode converter installation in excitation winding bypassing circuit in every motor

coach. The paper also validates the recommendations on traction DC motor drive improvement.

Keywords: traction electric motors, magnetic flux regulation, direct current (DC), chopper

converter, automatic regulation.

Е. В. Машуков, Г. М. Ульященко, К. В. Куликовский

Эффективность методов индикации аварийных дуговых разрядов в авиационных системах

постоянного тока

В статье рассмотрены методы индикации электрического дугового разряда, описаны

проблемы ликвидации. Каждому из рассмотренных методов дана оценка

эффективности, а также рассмотрена возможность их применения на борту ЛА.

52

Ключевые слова: авиационная система электроснабжения, коммутационно-защитная

аппаратура, центр управления нагрузкой, электрический дуговой разряд.

E. V. Mashukov, G. M. Uliaschenko, K. V. Kulikovskiy

Emergency arc discharges indication methods effectiveness for aircraft DC systemsThe paper considers arc discharges indication methods and describes problems of liquidation

of these discharges. It also analyses effectiveness of each method as well as possibilities of their

realization on board an aircraft.

Key words: aircraft power supply system, switching and protection equipment, loads control

center, electric arc discharge.

В. М. Бардин, А. В. Пивкин

К вопросу об электромагнитной совместимости силовых преобразовательных устройств

на полупроводниковых приборах

Все электрические аппараты бытового и производственного назначения должны

удовлетворять требованиям международных или национальных стандартов по

электромагнитной совместимости (ЭМС). Для этого проводятся соответствующие

сертификационные испытания в аттестованных лабораториях. Большинство

предприятий-изготовителей электротехнических и радиоэлектронных аппаратов таких

лабораторий не имеют, поэтому приходится обращаться к сторонним организациям и

нести соответствующие немалые финансовые издержки. Сократить издержки можно

путем проведения предварительной оценки возможного спектрального состава и

энергетического уровня электромагнитных помех (ЭМП), создаваемых аппаратом.

Ключевые слова: электромагнитная совместимость, инверторный сварочный

аппарат, кондуктивные помехи.

Bardin V. M. Pivkin A. V.

On electromagnetic compatibility of converters based on semiconductor devicesAll electrical equipment either household or industrial purpose should comply with

international or national standards for electromagnetic compatibility (EMC). With this end in

view, one should carry out appropriate certification tests in special laboratories. The majority of

manufacturers of electric and radio-electronic devices do not have such laboratories at their

disposal. Thus they have to turn to external organizations and bear appropriate significant

expenses. One can cut down these expenses by way of preliminary estimation of possible

harmonic content and energy level of electromagnetic interference (EMI) generated by such

equipment.

Key words: electromagnetic compatibility, inverter welding machine, conductive interference

53

А. В. Вахничев

Проектирование бортовой кабельной сети летательных аппаратов с применением

современных средств автоматизированного проектирования

В настоящее время создание таких сложных и высокотехнологичных изделий, как ЛА,

немыслимо без применения систем автоматизированного проектирования. В статье

описаны подходы к проектированию бортовой кабельной сети (БКС) летательных

аппаратов (ЛА), с применением современных средств автоматизированного

проектирования (САПР) для разработки бортовой кабельной сети. При работе над этой

статьей был проведен анализ существующих подходов к проектированию бортовой

кабельной сети летательных аппаратов, а также представленное на рынке САПР

специализированное программное обеспечение. Применение современных

электротехнических CAD систем, 3D CAD/CAE/CAM систем высокого уровня и PDM-

систем для решения задач управления проектом, позволят построить современную

сложную бортовую кабельную сеть современного летательного аппарата, отвечающую

всем требованиям, предъявляемым к авиационной технике.

Ключевые слова: летательный аппарат, система электроснабжения, бортовая

кабельная сеть, электрическая энергия, проектирование, монтаж электрических

жгутов, программное обеспечение, 3D моделирование, электрифицированная система,

САПР, бортовое радиоэлектронное оборудование, потребитель электроэнергии.

Vakhnichev Aleksey

Design of aircraft onboard cable network using modern CAD facilitiesCreation of complex and high-tech products such as aircraft is unconceivable without use of

design automated facilities. In this article the approach to design of aircraft onboard cable

network are covered, with usage of current design automated facilities (CAD systems). Existing

approaches to design of aircraft onboard cable network were analyzed along with commercially

available CAD software. Application of current electrotechnical CAD systems, high-level 3D

CAD/CAE/CAM systems and PDM-systems for project management allows modern aircraft

onboard cable network to be designed meeting all modern requirements for aircraft systems.

Key words: , aircraft electrical power supply system, onboard cable network, electric power,

design, bundled cables mounting, software, 3D modeling, electrified system, all-electric system,

CAD system, avionics, consumer of electric power

ПСЭ № 57Кафедре “Микроэлектронные электросистемы” МАИ – 70 лет

The Department of Microelectronic Electrical Systems at MAI Celebrates its 70-th Aniversary

54

Ю. Н. Либенко

Вдруг откуда ни возьмись, появилась …

Совершенно неожиданно, как снег зимой и ливни с жарой летом, как принято во

многих русских народных сказках: “Вдруг, откуда ни возьмись, появилась …” проблема,

именуемая “импортозамещением”. В статье в непринужденной форме (другую для

нынешнего ее состояния трудно себе представить) специалистам предлагается

обсудить совсем не сказочную и очень непростую проблему, связанную, как с основами

создания современных устройств силовой электроники, так и практически любой

радиоэлектронной аппаратуры для всех направлений ее применения и, прежде всего, для

решения оборонных задач.

Ключевые слова: импортозамещение, унификация, элементная база, силовой

электронный модуль, уровень разукрупнения, устройства силовой электроники,

радиоэлектронная аппаратура.

U. N. Libenko

Out of a clear blue sky there came …All of a sudden like snow in winter and rainstorm with heat in summer as is customary to say

in many Russian folktales: “Out of a clear blue sky there came …:” a problem of “import

substitution”. In this article the author in easy form (other form is difficult to imagine for its

present situation) suggests the specialists to discuss absolutely non-fairytale and non-simple

problem associated with either basics of modern power electronics design, or practically with

any general purpose radio-electronic equipment implementation trends and in the first place for

defense problems solution.

Key words: import substitution, unification of products, element base, power electronic

module, level of disaggregation, power electronic devices, communications electronics

equipment

С. В. Аверин, В. В. Крючков И. М. Коваленко, Д. А. ШевцовМодель двухфазного гибридного биполярного шагового двигателя для бортового электропривода следящих систем

В статье представлена SPICE модель двухфазного гибридного двигателя с биполярной конфигурацией обмоток, которая позволяет с достаточной точностью анализировать электрические и электромеханические процессы в системе шагового электропривода. Цель статьи – создание Spice модели гибридного биполярного шагового двигателя на основе системы уравнений, описывающих шаговый электропривод. Разработанная модель позволяет исследовать динамические свойства шагового электропривода как в полношаговом, так и в микрошаговом режимах работы.

Ключевые слова: шаговый двигатель, гибридный шаговый двигатель, шаговый электропривод, компьютерное моделирование, Spice model.S. V. Averin, V. V. Kryuchkov, I. M. Kovalenko, D. A. Shevtsov

55

Model of two-phase hybrid bipolar stepper motor for onboard servo system electric driveThe article presents SPICE model of the two-phase hybrid stepper motor with bipolar

winding configuration, which allows analysis of electrical and electromechanical features of a step electric drive with reasonable accuracy. The objective of the article aims at stepper motor SPICE model developing based on set of equations describing step electric drive. The developed model allows analyze stepper drive dynamic behavior step electric drive in both full-stepping and micro-stepping modes.Key words: stepper motor, hybrid stepper motor, step electric drive, computer simulation, Spice model.

Хлаинг Мин У, Г.С. Мыцык

Сопоставительный анализ вариантов шестифазного вентильного генератора

Представлены результаты сопоставительного анализа 4-х вариантов выполнения

вентильного генератора (ВГ) с пульсностью выпрямленного напряжения 12. Показано

преимущество двухканальной структуры ВГ с суммированием выходных токов каналов с

помощью двухобмоточного трансфильтра. В качестве оценочного показателя

использована габаритная (расчетная) мощность электрической машины. Задача решена

на основе использования имитационного компьютерного моделирования.

Ключевые слова: электрическая машина, 6-фазная несимметричная система

напряжений, выпрямление, трансфильтр, варианты решений, габаритная мощность,

параметрические соотношения, компьютерное моделирование.

Hlaing Min Oo, G. S. Mytsyk

Comparative analysis of six-phase contactless DC generator versionsThe paper presents the results of comparative analysis of four versions of contactless DC

generator with 12 pulse number rectified voltage. It also shows the advantage of such generators

with two-channel structures and summing up output currents by two winding trans-filter. We

used rated (calculated) power of an electric motor as an estimated figure. The problem is solved

by means of computer simulation.

Keywords: electric machine, 6-phase unsymmetrical voltage system, rectifying, trans-filter,

candidate solution, rated power, parametric relation, computer simulation.

Хлаинг Мин У

Целью исследования является получение зависимостей массы дросселей переменного и

постоянного тока от их интегрального показателя энергии – GL = f(WL). Данная

информация необхоДма при системном проектировании различного рода

электротехнических комплексов, в которых применяются Г-образные LC фильтры, а ее

использование обеспечивает значительно большую оперативность решения

поставленной задачи. Методологической основой для ее решения послужили известные

работы.

56

Ключевые слова: дроссель индуктивности, фильтр, энергия, масса, минимизация,

оперативная оценка, системное проектирование.

Hlaing Min Oo

Interrelation of AC and DC inductors mass with their energyThe purpose of this research is to obtain the dependence of the mass of AC and DC inductors

on their integral energy index GL = f(WL). This information is essential for the systematic design

of different types of electro-technical complexes, where L-section LC filters are used, while its

implementation provides greater operability to solve the given problem. We used well-known

works as a methodological basis.

Keywords: inductor choke, filter, energy, mass, minimization, operational estimation,

systematic design.

В. П. Климов, А. В. Демьянов, С. Р. Климова, В. Н. Смирнов

Мультимодульная система суммирования мощностей генераторов переменного тока

Рассматриваются вопросы суммирования мощностей маломощных генераторов

переменного тока на основе бустерных преобразователей, формирующих шину

постоянного тока высокого напряжения.

Ключевые слова: корректор коэффициента мощности, бустер, преобразователь,

генератор переменного тока, мощность, система управления.

V. P. Klimov, A. V. Demyanov, C. R. Klimova, V. N. Smirnov

Multi-module system for AC generators power additionThe paper considers questions of low-power AC generators power addition on the basis of

booster converters that form high DC voltage bus.

Key words: power factor corrector, booster, converter, AC generator, power, control system.

Б. А. Глебов, В. А. Жигачев

Мостовой резонансный DC/DC-преобразователь с фазовым управлением силовыми

транзисторами

Для резонансных DC/DC-преобразователей характерна плавность изменения во

времени токов, протекающих по обмоткам силового трансформатора, передающего

энергию от источника питания в нагрузку. Этим обусловливается “мягкий характер”

коммутационных процессов в силовых транзисторах, коммутирующих ток первичной

обмотки, а также в вентильных элементах, выпрямляющих ток вторичной обмотки.

Как следствие, достигаются низкие значения потерь энергии в силовых транзисторах и

вентильных элементах, возникающих на интервалах коммутации, а также низкие

57

значения энергии импульсных помех. Эти качества делают резонансные DC/DC-

преобразователи привлекательными для применения.

Обычно в двухтатктных схемах резонансных DC/DC-преобразователей регулирование

энергии, передаваемой в нагрузку, осуществляется путем изменения частоты

коммутации силовых транзисторов [1, 2]. Использование фазового способа управления

силовыми транзисторами в мостовом резонансном DC/DC-преобразователе позволяет в

дополнение к указанным выше свойствам схемы получить ряд новых положительных

качеств, которые рассматриваются в данной работе.

Ключевые слова: мостовой резонансный преобразователь, фазовое управление,

принцип работы

B. A. Glebov, V. A. Zhigachev

Full-bridge resonant DC/DC converter with power transistors phase controlVariation in time continuity is peculiar to resonant DC/DC converter currents flowing

through windings of power transformer transferring energy from power source to a load. This

stipulates the “soft character” of commutation processes in power transistors switching primary

winding current, as well as in gate elements that rectify secondary winding current. As a

consequence we can provide low values of pulse interferences. These features make resonant

DC/DC converters competitive for application.

As usual, in push-pall circuits of DC/DC resonant converters power transferred to a load is

controlled by varying switching frequency of power transistors [1, 2]. Implementing phase

control method of power transistors for full-bridge resonant DC/DC converter in addition to

above mentioned features allows obtaining a number of new positive features, presented in this

article.

Key words: bridge resonant converter, phase shift control, operating principals.

Н. А. Калистратов, Н. П. Митяшин

Моделирование двухконтурной системы стабилизации выходного напряжения источника

питания замедляющей системы мощных ламп бегущей волны

Рассмотрена новая схема стабилизирующего источника питания замедляющей

системы мощных ламп бегущей волны, отличающаяся от традиционных схем наличием

дополнительного контура стабилизации. Произведено сравнение предлагаемой и

традиционной схем методом математического моделирования. Доказывается

преимущества предлагаемой схемы по сравнению с традиционной по качеству

переходного процесса и отсутствию автоколебательных режимов.

58

Ключевые слова: источник питания, лампа бегущей волны, качество переходного

процесса, перерегулирование, автоколебания, обратная связь, стабилизация,

нелинейность.

N. A. Kalistratov, N. P. Mityashin

Simulation of two-loop output voltage stabilization system for retarding system power source feeding high-power TWTs

The paper considers a new structure of stabilizing power source for high-power TWT

retarding system. It differs from conventional structures in that presented structure has an

additional stabilizing loop. We compared the proposed and conventional structures by

mathematical modeling, and proved that proposed structure has advantages over traditional

ones in transient performance and absence of self-oscillating modes.

Key words: power supply, traveling wave-tube, transient performance, overshoot, self-

oscillations, feedback, stabilization, nonlinearity.

В. Г. Еременко, Д. О. Варламов, А. А. Лавриков

Моделирование устройства балансировки напряжений с коммутируемым конденсатором

на каждую пару последовательно соединенных Li-Ion аккумуляторов в программе PSpice

В статье рассмотрена модель устройства балансировки напряжений, в котором на

каждую пару Li-Ion аккумуляторов в батарее приходится один коммутируемый

конденсатор. Приведен сравнительный анализ результатов моделирования различных

конденсаторных устройств балансировки напряжений в программе PSpice.

Ключевые слова: устройство балансировки напряжений, коммутируемый

конденсатор, моделирование в PSpice, аккумуляторная батарея.

V. G. Eremenko, D. O. Varlamov, A. A. Lavrikov

PSpice simulation of single-tiered voltage balancer with switched capacitor for each pair of series-connected Li-Ion batteries

The article describes a model of a single-tiered voltage balancer switched capacitor for Li-Ion battery devices. It also presents the results of comparative analysis of various capacitor voltage balancers simulation using PSpice.

Key words: balancer, switched capacitor, PSpice simulation, battery.

С. Б. Резников, В. В. Бочаров, А. В. Лавринович, И. А. Харченко

Унифицированно-модульный синтез силовых интегральных схем многофункциональных

импульсных преобразователей для авиационно- космических комбинированных систем

электроснабжения переменно-постоянного тока. Часть 2. Унифицированные базовые

модули обратимых выпрямительно-инверторных преобразователей с корректором

коэффициента мощности и накопительно-демодулирующими реакторами)

59

S. B. Reznikov, V. V. Bocharov, A. V. Lavrinovich, I. A. Kharchenko

Unified-modular synthesis of power ICs for multifunctional SMPCs for aerospace combined AC-DC electrical power systems. Part 2. Unified basic modules of reversible rectifying and inverting converters with power factor correction with storage and demodulating reactors

Унифицировано – модульный синтез статических преобразователей, в частности –

вторичных источников питания, регуляторов, стабилизаторов и др. является наиболее

перспективной технологией в области практической силовой электроники транспортных

средств. Особую роль он играет в авиационно-космических бортовых системах

электроснабжения (СЭС) с повышенными требованиями к надежности,

взаиморезервированию (живучести), контроле- и ремонтопригодности (с учетом

вынужденных простоев транспорта), массо- габаритным и энергетическим

показателям, качеству электроэнергии и ЭМС, элементной и схемотехнической

преемственности и возможности гибкого варьирования установленной мощности

(модульно-масштабируемая архитектура).

Цикл статей предназначен для разработчиков комбинированных автономных систем

электроснабжения постоянно- переменного тока “полностью электрифицированных

самолетов”, а также представляется интересным для широкого круга специалистов в

области транспортной силовой электроники.

Ключевые слова: управляемый выпрямитель, корректор коэффициента мощности,

обратимый преобразователь, многофункциональный преобразователь, накопительно-

демодулирующий реактор, понижающий преобразователь, повышающий

преобразователь, понижающе-повыщаюзий преобразователь.

Unified-modular synthesis of static converters, particularly secondary power supplies

regulators, stabilizers, etc. is the most promising technology in the field of transportation

vehicles power electronics. It plays special part in aerospace onboard power supply systems

with high requirements for reliability, survivability, control, and serviceability (taking into

account transport downtime), weight, dimensions and energy performances, power quality and

EMC, components and circuit continuity as well as flexibility of varying the installed capacity

(modular, scalable architecture).

This series of articles is intended for developers of AC–DC off-line power supply systems for

“All Electric Aircraft” and appeals to a wide range of experts in the field of transportation

power electronics.

Key words: controlled rectifier, power factor corrector, reversible converter, multifunctional

converter, storage and demodulate inductor, buck converter, boost converter, buck-boost

converter.

60

ПСЭ № 58Б. А. Глебов, В. А. Жигачев

Оптимизация мостового резонансного DC/DC-преобразователя с фазовым управлением

силовыми транзисторами.

Для резонансных DC/DC-преобразователей желательно, чтобы в режиме

максимальной выходной мощности устройства частота коммутаций силовых

транзисторов совпадала бы с резонансной частотой последовательной LC-цепи, через

которую первичная обмотка трансформатора подключена к выходу транзисторной

схемы, обеспечивающей коммутацию тока в этой обмотке. В этом случае запирание

транзисторов происходит при токе, который равен току намагничивания первичной

обмотки. Соответствующим выбором параметров трансформатора ток

намагничивания обычно устанавливается так, чтобы он отвечал двум условиям. С одной

стороны, максимальное значение тока намагничивания должно быть существенно

меньше амплитудного значения тока, которому пропорциональна мощность,

передаваемая трансформатором. Тем самым снижаются коммутационные потери при

запирании силовых транзисторов. С другой стороны, ток намагничивания должен быть

столь значительным, чтобы запас энергии в трансформаторе и в магнитном накопителе

энергии LC-цепи был достаточен для того, чтобы отпирание силовых транзисторов

происходило бы при нуле напряжения на них (режим Zero Voltage Switching – ZVS). Этим

обусловливается незначительность мощности коммутационных потерь при отпирании

[1].

Применение фазового управления транзисторами мостового резонансного DC/DC-

преобразователя [2] при условии соответствующего изменения топологии схемы дает

возможность осуществлять регулирование мощности в нагрузке при вариации ее

напряжения и тока в диапазоне от нуля до максимума, обеспечивая режим ZVS во всем

диапазоне регулирования. При этом ток намагничивания первичной обмотки силового

трансформатора может быть минимизирован (снижен практически до нуля). Описанию

модифицированной схемы DC/DC-преобразователя и ее характеристик посвящена

данная работа.

Ключевые слова: мостовой резонансный преобразователь, фазовое управление,

снижение коммутационных потерь, переключение в нуле напряжения, переключение в

нуле тока

B. A. Glebov, V. A. Zhigachev

61

Optimization of a Full-Bridge Resonant DC/DC Converter with Power Transistors Phase Control

For resonant DC/DC-converters it is desirable that at maximum output load, power transistor

switching frequency corresponds to the resonance frequency of the serial LC-circuit. In this

case, transistors’ switching off occurs at a current which is equal to the magnetizing current of

the primary winding. Appropriate choice of parameters of the transformer magnetizing current

is normally set so that it meets two conditions. On one hand, the maximum value of the

magnetizing current must be substantially lower than its peak value, which is proportional to the

power transmitted by the transformer. This reduces switching off losses of power transistors. On

the other hand, the magnetizing current should be sufficient that the energy stored in the

transformer and the magnetic energy of LC-circuit was enough to ensure, that power transistors

would switch on at zero voltage across them (Zero Voltage Switch - ZVS). Thus low power losses

of transistors’ switching on achieved.

Phase control application for power transistors of a full-bridge resonant converter under

conditions of appropriate changes in schematic topology allows load power regulation with load

current and voltage variations in the range from zero to maximum. Wherein the magnetizing

current of the power transformer primary winding can be minimized (reduced to practically

zero). This article describes the modified circuitry of DC/DC-converter and its performance.

Key words: bridge resonant converter, phase shift control, reducing switching power losses,

ZVS, ZCS.

П. А. Воронин, И. П. Воронин, Н. П. Щепкин

Исследование энергии динамических потерь на интервалах установления стационарных

состояний IGBT: Часть 1. Жесткая коммутация и коммутация с демпфирующими цепями.

В работе представлено исследование энергии динамических потерь в NPT – IGBT с

учетом процессов установления стационарных состояний. Показано, что применение

демпфирующих цепей обеспечивает эффективное снижение энергии динамических

потерь на быстрых фронтах и практически не влияет на величину дополнительных

потерь, рассеиваемых в ключе на интервалах динамического насыщения и остаточного

тока.

Ключевые слова: энергия динамических потерь, динамическое насыщение, остаточный

ток, силовой ключ, транзистор, демпфирующая цепь.

P. A. Voronin, I. P. Voronin, N. P. Shchepkin

Analysis of dynamic energy losses at the settling intervals of IGBT: Part 1. Hard switching and switching with snubbers

62

This article presents a research of dynamic energy losses in NPT - IGBT with account for the

process of stationary states settling. It is shown that the implementation of snubber circuits

provides effective reduction of energy losses of fast dynamic fronts and practically has no effect

on the value of the additional losses on the intervals of dynamic saturation and tail current.

Key words: dynamic energy loss, dynamic saturation, tail current, power switch, transistor,

snubber.

П. А. Воронин, И. П. Воронин, Н. П. Щепкин

Исследование энергии динамических потерь на интервалах установления стационарных

состояний IGBT. Часть 2. Активное разделение фронтов

В работе представлено исследование энергии динамических потерь в NPT – IGBT при

активном разделении фронтов тока и напряжения. Показано, что для снижения

минимального уровня динамических потерь наравне с активным разделением фронтов

необходимо уменьшать скорость нарастания тока ключа при его отпирании и скорость

нарастания напряжения на ключе при его запирании.

Ключевые слова: энергия динамических потерь, фронт тока, фронт напряжения,

силовой ключ, транзистор, заряд.

P. A. Voronin, I. P. Voronin, N. P. Shchepkin

Analysis of dynamic energy losses at the settling intervals of IGBT: Part 2. Active fronts partition

This article presents an analysis of dynamic energy losses in NPT – IGBT with active current

and voltage fronts partition. It is shown that for dynamic losses reduction it is necessary to

reduce current rise rate during the switch turn-on and voltage rise rate during its turn-off

together with active fronts partition.

Key words: dynamic energy loss, current front, voltage front, power switch, transistor,

charge.

Г. А. Белов

Влияние паразитных колебаний на КПД преобразователя в режиме прерывистых токов

Обосновано обобщенное дифференциальное уравнение в векторно-матричной форме,

описывающее паразитные колебания, возникающие в силовой части импульсных

преобразователей понижающего, повышающего и инвертирующего типов во время

бестоковой паузы в режиме прерывистого тока. Получены и проанализированы

выражения для расчета дополнительных потерь мощности и снижения КПД

преобразователя за счет этих колебаний, которые обусловливают дополнительные

ограничения при выборе параметров элементов силовой части.

63

Ключевые слова: импульсные преобразователи, режим прерывистого тока,

паразитные колебания, потери мощности, КПД.

G. A. Belov

The impact of parasitic oscillations on converter in discontinuous current mode efficiencyThe article substantiates the generalized differential equation in vector-matrix form,

describing the parasitic oscillations that occur in the power stage of the buck, boost and buck-

boost switched converters during the dead time in the discontinuous current mode. The author

obtained and analyzed the expression for calculation of additional power loss and the efficiency

reduction of the converter due to these oscillations, which imposes additional constraints on the

parameters selection of the power stage elements.

Key words: switched mode converters, discontinuous current mode, parasitic oscillations,

power losses, efficiency.

Р. Л. Горбунов, Г. И. Посконный

Сравнительный анализ качества выходного напряжения понижающего преобразователя

переменного напряжения и трехфазного автономного инвертора напряжения

В статье представлены результаты сравнения качества выходного фазного

напряжения понижающего преобразователя переменного напряжения (ППН) при

широтно-импульсном способе регулирования и автономного инвертора напряжения

(АИН) при синусоидальной ШИМ. Сравнение выполнено по спектральному составу,

коэффициентам гармонических составляющих, суммарному коэффициенту

гармонических составляющих (коэффициенту гармоник) и интегральному коэффициенту

гармоник. Установлено, что качество выходного напряжения ППН в диапазоне

регулирования γ = 0,9 ±10% выше, чем у АИН по всем рассмотренным показателям.

Результаты теоретического анализа согласуются с результатами компьютерного

моделирования.

Ключевые слова: понижающий преобразователь переменного напряжения,

автономный инвертор напряжения, качество напряжения, коэффициент гармоник,

интегральный коэффициент гармоник, ШИР, СШИМ

R. L Gorbunov, G. I. Poskonnyy

Comparative Analysis of Output Voltage Quality of AC Buck Converter and Off-Line Three-Phase Voltage Source Inverter

The paper is focused on output voltage quality analysis for two types of converters: AC Buck

converter with equal time-ratio control and Voltage Source Inverter (VSI) with sinusoidal PWM.

Comparative analysis was performed considering harmonic composition, harmonic distortion

factors, total harmonic distortion (THD) factor and weighted THD factor. It was deduced that in

64

the control range γ = 0,9±10% the output voltage quality of AC Buck converter is higher in

comparison to VSI at all considered characteristics.

Keywords: AC buck converter (AC chopper), voltage source inverter, voltage quality, THD,

weighted THD, equal time-ratio control, SPWM

В. С. Климаш, В. И. Тараканов

Способы включения трехфазного электрооборудования и их реализация

Рассматривается проблема бросков токов при включении трехфазных активно-

индуктивных нагрузок и предлагаются новые способы их устранения. Производится

моделирование пусковых переходных процессов для схем соединения в треугольник, звезду,

звезду с нулевым проводом, либо групп нагрузок с различным сочетанием этих схем.

Реализация новых способов гибридными пускателями, в состав которых входят

электрический и электронный аппарат, позволит снизить электродинамические усилия

на электрооборудование и продлить срок его службы, устранить снижение напряжения

у соседних потребителей и уменьшить потери электроэнергии при включении и

выключении трехфазных нагрузок.

Ключевые слова: способ пуска, трехфазные активно-индуктивные нагрузки,

электрические и электронные пускатели, переходные процессы, Matlab.

V. S. Klimash, V. I. Tarakanov

Three-Phase Electric Equipment Turn-on Techniques and Their ImplementationThe paper considers the problem of inrush currents in the process of three-phase active-

inductive loads turn-on and new ways to eliminate them. Startup transients simulation was

carried out for the structures with Delta-type, Y-type, Y-type with neutral, or groups of loads

with combinations of such structures. Realization of new methods of the basis of hybrid starters

comprising electric and electronic apparatus will allow reducing electrical equipment

electrodynamic stresses and prolonging its operating time. It will also contribute to elimination

of voltage reduction on adjacent loads and reduce electric power losses during three-phase

loads turn-on and turn-off.

Keywords: (starting method, three-phase active-inductive loads, electrical and electronic

starters, transients, Matlab.

Л. Э.Рогинская, А. Р. Латыпов

Расширение частотного диапазона полупроводникового преобразователя на базе

многофункциональных трансформаторов (умножители частоты)

Индукционный нагрев, для осуществления которого применяются источники питания

повышенной частоты, широко используется в автомобильной, машиностроительной,

65

электронной, металлургической и других отраслях промышленности. Применение

индукционного нагрева оправдывается высокими показателями качества – большой

экономической выгодой, экологической чистотой процессов, концентрированной

передачей энергии. Во многом эти преимущества объясняются применением автономных

инверторов, которые являются основной частью индукционных установок повышенной

частоты. Однако в случае применения тиристорных преобразователей расширение

частотного диапазона довольно сложно. Причиной такого недостатка является рост

коммутационной нагрузки на силовые ключи с увеличением частоты переключения.

Одним из решений по устранению такого недостатка является каскадное включение

инвертора и ферромагнитного умножителя (учетверителя частоты).

Моделирование каскадного включения тиристорного преобразователя и

ферромагнитного учетверителя выполнено математическом пакете Matlab-Simulink.

Тиристорный преобразователь выполнен на базе мостового симметричного резонансного

инвертора.

В результате моделирования установлена возможность совместной работы

тиристорного преобразователя и ферромагнитного учетверителя частоты. Определены

основные параметры схемы, обеспечивающие максимальную расчетную частоту.

Исследована зависимость выходного тока от напряжения питания.

Построенная модель установки позволяет получить на выходе 3 вида различных по

частоте напряжения: выходное напряжение преобразователя (f), удвоенная частота на

одном выходе (2f),учетверенная частота на втором выходе (4f). Таким образом

ферромагнитный умножитель (учетверитель) подсоединенный к полупроводниковому

преобразователю частоты является многофункциональным источником питания.

Ключевые слова: тиристорный преобразователь, ферромагнитный умножитель

(учетверитель), резонансный инвертор, каскадное включение, пакет Matlab-Simulink.

L. E.Roginskaya, A. R Latypov

Frequency range enhancement of semiconductor converter based on multifunctional transformers (frequency multipliers)

Induction heating, which high frequency power supplies are meant for, is widely used in

automotive, mechanical engineering, electronics, metallurgy and other industries.

Implementation of induction heating is stipulated by high figures of merit – great economic

benefits, environmental cleanness of processes, concentrated energy transfer. In many ways,

these advantages are accounted for implementation of the off-line inverters, composing a major

part of the high frequency induction systems. However, in the case of thyristor converters the

frequency range enhancement rather is difficult. The reason for this shortcoming is the growth of

the switching load of power switches with the increase of switching frequency. One of the

66

solutions to remove this disadvantage is a cascade connection of the inverter and the

ferromagnetic multiplier (quadrupler frequency).

Simulation of the cascade connection of thyristor converter and ferromagnetic quadrupler

was carried out in MATLAB-Simulink. Thyristor converter is represented on the basis of full-

bridge symmetrical resonant inverter.

As a result of the simulation, we establish the possibility of joint operation of thyristor converter

and ferromagnetic frequency quadrupler, and determined the main parameters of the structure to

ensure maximum design frequency. The dependence of the output current versus supply voltage was

studied.

Created model of the installation allows forming 3 types of voltages of different frequencies:

output voltage (f), doubled frequency at one output (2f), quadruple frequency at the second

output (4f) .Thus ferromagnetic multiplier (quadrupler) connected to the semiconductor

converter becomes a multi-frequency power source.

Key words: thyristor converter, ferromagnetic multiplier (quadrupler) resonant inverter,

cascade connection, Matlab-Simulink.

В. А. Фролов

Разработка структурной схемы сварочного инверторного источника питания

непосредственно по электрической схеме методом обратных связей

Для построения структурных схем непосредственно по электрической схеме с

несколькими источниками ЭДС предложен метод обратных связей. Сварочный

инверторный источник питания рассмотрен как объект с переменной структурой.

Разработан новый тип сварочных источников питания с обратно пропорциональной

вольтамперной характеристикой. Предложены способы получения обратно

пропорциональной внешней характеристики.

Ключевые слова: структурная схема, объект с переменной структурой, обратно

пропорциональная вольтамперная характеристика.

V. A. Frolov

Building Structural diagram of welding inverting power supply directly from electrical circuit scheme using feedback method

The article suggests a method of feedback for building structural diagrams directly from

electric circuit scheme with several EMF sources. Welding inverting power source is considered

as an object with variable structure. The author developed a new type of welding power sources

with inverse proportional current-voltage characteristic, and suggested methods for obtaining

inverse proportional current-voltage characteristic.

67

Key words: structural diagram, object with variable structure, inverse proportional current-

voltage characteristic.

В. М. Бардин, Д. П. Новиков

Основные направления работ в области надежности силовых полупроводниковых

приборов

Надежность силовых полупроводниковых приборов (СПП), работающих в

преобразователях электрической энергии, определяется как качеством их изготовления,

так и режимами эксплуатации. В статье предлагается классификация факторов,

которые могут оказывать влияние на ресурсные показатели СПП. Оценка степени этого

влияния требует проведения большого комплекса исследований, целью которых является

обеспечение длительной безаварийной работы преобразовательных устройств.

Ключевые слова: надежность силовых полупроводниковых приборов, режимы работы,

факторы режима, ресурсные показатели.

V. M. Bardin, D. P. Novikov

The main trends of activities in the field of power semiconductor devices reliabilityReliability of power semiconductor devices operating in the electrical energy converters is

defined by both the manufacturing quality and operating mode. The article proposes a

classification of factors that can influence the resource of power semiconductor devices.

Assessment of the degree of this influence requires a large complex of research aimed at

providing long-term trouble-free operation of converters.

Key words: reliability of power semiconductor devices, operating mode, factors of mode,

resource parameters.

ПСЭ № 59С. Н. Бродников, К. А. Воронцов, Г. С. Мыцык

Трехфазный инвертор напряжения централизованного типа с промежуточным

высокочастотным преобразованием

Статья посвящена структурно-алгоритмическому синтезу трехфазного инвертора

напряжения (ТИН), обеспечивающего преобразование напряжения постоянного тока

24÷50В в трехфазное квазисинусоидальное напряжение (220/380 В с искажениями КГ(U) <

5%, частотой 50 Гц, мощностью 3000 ВА и cosφ = 0,7), предназначенного для системы

резервного электропитания специального назначения. Для снижения массы

трансформаторного узла использована двухзвенная структура в виде последовательно

соединенных регулируемого и повышающего напряжение конвертора (РПКН) и ТИН с

68

ШИМ выходного напряжения. В РПКН реализован принцип М-канального преобразования

(МКП) энергетического потока (при М = 2) и широтный способ регулирования

напряжения в каналах. Показана возможность совершенствования показателей

качества такого преобразователя на основе использования принципов системного

подхода к проектированию, когда синтез каждого силового звена осуществляется с

учетом свойств и возможностей совершенствования всех звеньев. Средство решения

задач – имитационное компьютерное моделирование.

Ключевые слова: двухканальный конвертор, широтное регулирование напряжения,

трехфазный инвертор, широтно-импульсная модуляция, сопоставление вариантов,

структурно-алгоритмический и параметрический синтез, системный подход,

компьютерное моделирование, оптимизация.

S. N. Brodnikov, K. A. Vorontsov, G. S. Mytsyk

Three-phase voltage inverter with an intermediate high frequency transformation for centralized backup power source

The article is devoted to the structural and algorithmic synthesis of three-phase voltage-

source inverter (VSI), that provides conversion of 24…50 V DC voltage into a quasi-sinusoidal

voltage (220/380 V with THD < 6%, 50 Hz, 3000 VA power and cosφ = 0.7), designed for

backup power systems for special applications. To reduce the weight of the transformer

assembly, two-tier structure is used in the form of series-connected step-up voltage converter

(SUVC) and VSI with PWM. The SUVC uses a principle of multichannel power conversion (in

two-channel variant) and pulse-width regulation in each channel. The article shows the

possibility of improving the quality parameters of the inverter using the principles of the

systematic approach to design, while synthesis of each element shall be based on the properties

and possibilities of improving of all the elements. In case of high power conversion beyond the

capability of the available elements, a method of multichannel conversion passes from the

category of alternative synthesis methods into the category of non-alternative ones.

Keywords: multichannel conversion, converter, PWM, pulse-width regulation, three-phase

inverter, VSI, structurally-algorithmic and parametric synthesis, systematic approach, computer

simulation, optimization.

В. Ф. Дмитриков, Д. В. Шушпанов, С. М. Ким, А. Ю. Петроченко, З. В. Зайцева

Влияние перекрестной связи на устойчивость работы параллельно включенных

импульсных преобразователей напряжения

В статье проведен анализ частотных характеристик параллельно включенных

неидентичных модулей импульсных преобразователеей напряжения (ИПН) при наличии

только ООС по выходному напряжению, а так же рассмотрено влияние на

69

устойчивость работы глубины перекрестных ООС по выравниванию токов параллельно

включенных идентичных и неидентичных модулей ИПН.

Ключевые слова: импульсный преобразователь напряжения, перекрестная

отрицательная обратная связь, устойчивость параллельно включенных модулей,

выравнивание токов параллельно включенных модулей, частотные характеристики.

V. F. Dmitrikov, D. V.Shushpanov, S. M. Kim, A.Yu. Petrochenko, Z. V. Zaitcheva

The impact of a cross feedback on the stability of switched mode voltage converters operating in parallel

The frequency characteristics of parallel-connected non-identical modules of switched mode voltage converters (SMVC) with only negative output voltage feedback is being analyzed in this article, as well as the impact of the depth of negative cross feedback compensating output currents of parallel identical and non-identical modules of switched mode voltage converters on operation stability.

Keywords: switched mode voltage converter, cross negative feedback, parallel modules stability, current sharing for parallel modules, frequency characteristics.

С. В. Аверин, В. В. Крючков, Ю. Г. Следков, Д. А. Шевцов

Силовые каскады бортовых однотактных преобразователей постоянного напряжения

повышенной эффективности для перспективных СЭС ЛА

В статье проведен анализ работы силовых каскадов бортовых однотактных

преобразователей постоянного напряжения с передачей энергии во вторичную цепь как

во время импульса, так и во время паузы, резонансным переключением и активным

ограничением перенапряжений, обусловленных индуктивностью рассеяния обмоток

трансформатора. Рассмотрены структуры таких преобразователей с различными

схемами (вторичная обмотка трансформатора со средней точкой и структура с

удвоением выходного тока) выпрямления при алгоритмах управления, обеспечивающих

работу в режимах разрывных и безразрывных токов. Приведены результаты

моделирования рассмотренных структур в PSpice, позволяющие выявить электрические

и энергетические нагрузки на элементы силового каскада при наличии контура

отрицательной обратной связи.

Ключевые слова: импульсный преобразователь, силовой каскад, прямоходовой

преобразователь, обратноходовой преобразователь, прямо-обратноходовой

преобразователь.

S. V. Averin, V. V. Kryuchkov, U. G. Sledkov, D. A. Shevtsov

Power Stages of Highly Effective Single-Ended DC-DC ConvertersThe paper provides performance analysis of power stages of on-board switched mode single-

ended DC-DC converters providing energy transfer to the secondary side during on-time and

off-time, resonant switching and active overvoltage clamping. This overvoltage occurs due to

70

stray inductance of the transformer. The authors considered topologies of such converters with

different kinds of output rectifiers (center tapped secondary winding of the transformer and the

structure with current doubling) and control algorithms providing continuous (CCM) and

discontinuous (DCM) current modes. The results of PSpice simulation presented allow reveal

electrical and energy overloads at power stage components for closed loop structures of the

converters.

Key words: switched mode converter, power stage, forward converter, flyback converter,

forward-flyback converter.

Н. А. Калистратов, Н. П. Митяшин

Исследование динамических характеристик умножителя напряжения

Разработана методика анализа и моделирования динамических характеристик

умножителя напряжения, предназначенных для питания электровакуумных приборов.

Методика основана на схемотехническом моделировании процесса преобразования

модулированного сигнала, проходящего через умножитель напряжения. В результате

построены логарифмические амплитудно-фазовые характеристики умножителей

напряжения как звеньев систем автоматического регулирования. Рассмотрена

возможность аппроксимации умножителя напряжения в виде линейного динамического

звена первого порядка. Приведены результаты расчета параметров аппроксимирующих

звеньев.

Ключевые слова: источник питания, лампа бегущей волны, нелинейность, умножитель

напряжения, линеаризация, логарифмические амплитудно-фазовые характеристики,

линейное динамическое звено.

N. A. Kalistratov, N. P.Mityashin

The study of voltage multiplier dynamic characteristicsThe paper presents the methodology of voltage multiplier dynamic characteristics analysis

and simulation developed by the authors. Such multipliers are implemented for powering

electronic tubes. The methodology is based on circuit simulation of the process of modulated

signal passing through a voltage multiplier conversion. As a result Bode diagrams of the

multipliers in the form of units of automatic control systems were obtained. The authors

considered the possibility of voltage multiplier approximation in the form of the first-order

dynamic element. The results approximating units parameters calculation are presented.

Keywords: power supply, traveling wave tube, nonlinearity, voltage multiplier, linearization,

Bode diagrams, linear dynamic unit.

С. Б. Резников, А. В. Лавринович, И. А. Харченко

71

Унифицированно- модульный синтез силовых интегральных схем многофункциональных

импульсных преобразователей для авиационно- космических комбинированных систем

электроснабжения переменно-постоянного тока. Часть 3. Унифицированные базовые

модули конверторно-инверторных многофункциональных импульсных преобразователей

с регулируемыми инверторами синусоидальных токов и напряжений

Унифицировано – модульный синтез статических преобразователей, в частности -

вторичных источников питания, регуляторов, стабилизаторов и др. является наиболее

перспективной технологией в области практической силовой электроники транспортных

средств. Особую роль он играет в авиационно-космических бортовых системах

электроснабжения (СЭС) с повышенными требованиями к надежности,

взаиморезервированию (живучести), контроле- и ремонтопригодности (с учетом

вынужденных простоев транспорта), массо-габаритным и энергетическим

показателям, качеству электроэнергии и ЭМС, элементной и схемотехнической

преемственности и возможности гибкого варьирования установленной мощности

(модульно-масштабируемая архитектура).

Цикл статей предназначен для разработчиков комбинированных автономных систем

электроснабжения постоянно- переменного тока “полностью электрифицированных

самолетов”, а также представляется интересным для широкого круга специалистов в

области транспортной силовой электроники.

Ключевые слова: управляемый инвертор, многофункциональный преобразователь,

унифицированные модули.

S. B.Reznikov, A. V. Lavrinovich, I. A. Kharchenko

Unified-modular synthesis of power ICs for multifunctional SMPCs for aerospace combined AC-DC electrical power systems. Part 3. Unified basic modules of converter-inverter basic switched mode converters with regulated current and voltage inverters

Unified-modular synthesis of static converters, particularly secondary power supplies

regulators, stabilizers, etc. is the most promising technology in the field of transportation

vehicles power electronics. It plays special part in aerospace onboard power supply systems

with high requirements for reliability, survivability, control, and serviceability (taking into

account transport downtime), weight, dimensions and energy performances, power quality and

EMC, components and circuit continuity as well as flexibility of varying the installed capacity

(modular, scalable architecture).

This series of articles is intended for developers of AC–DC off-line power supply systems for

“All Electric Aircraft” and appeals to a wide range of experts in the field of transportation

power electronics.

72

Key words: controlled inverter, multifunctional converter, unified modules, voltage inverter

current inverter.

С. В. Аверин, И. М. Коваленко, Д. А. ШевцовМодель двухфазного гибридного униполярного шагового двигателя для анализа работы систем авиационной автоматики

В статье представлена SPICE модель двухфазного гибридного двигателя с униполярной конфигурацией обмоток. В предыдущей статье [1] была рассмотрена модель с биполярной конфигурацией обмоток, выведена система уравнений и приведены результаты моделирования. На ее основе была реализована модель шагового двигателя с униполярными обмотками. В статье будут показаны изменения, которые коснулись электрической, а также электромеханической частей, выведена система уравнений и приведены результаты моделирования. Приведено как по паспортным данным рассчитать электрическую постоянную момента двигателя.

Ключевые слова: шаговый двигатель, гибридный шаговый двигатель, компьютерное моделирование, SPICE модель.S. V. Averin, Kovalenko, D. A. ShevtsovModel of a two-phase hybrid unipolar stepper motor for the analysis of aviation automation

systemsThe article presents a SPICE model of the two-phase hybrid stepper motor with unipolar

winding configuration. In a previous article [1] we described a model with bipolar winding configuration, derived mathematical equations and showed the simulation results. A model of stepper motor with unipolar winding configuration was created on their basis. This article shows the changes that affected the electrical and electromechanical parts of a model, derives a system of equations and shows simulation results. In addition the article explains how to calculate stepper motor constant theoretically.

Key words: stepper motor, hybrid stepper motor, computer simulation, SPICE model.

Г. Н. Гулякович

Сервисные схемы в многоканальном источнике питания

В статье рассмотрены сервисные схемы, позволяющие осуществлять контроль

состояния, индикацию и управление многоканальными источниками питания любой

степени сложности и их реализацию.

Ключевые слова: преобразователь напряжения, многоканальный источник питания,

сервисная схема, сервисная плата, силовой модуль, контроль, индикация.

G. N. Guliakovich

Service Schematics in Multichannel Power SourceThe paper considers service schematics, allowing implement condition monitoring, indication

and control of multichannel power sources, and realization of such structures.

Key words: voltage converter, multichannel power source, service scheme, service PCB,

power module, monitoring, indication

С. Г. Герман-Галкин, С. Б. Сергеев

73

Опыт разработки курса дистанционного обучения дисциплины “Силовая электроника”

В статье описан опыт разработки и проведения дистанционного обучения в вузах по

дисциплине “Силовая электроника”. Представлен план развития и усовершенствования

методов дистанционного обучения для организации совместных образовательных

программ (СОП).

Ключевые слова: дистанционное обучение, модели силовых полупроводниковых систем,

обучение по сетям Интернет, система дистанционного обучения.

S. G. German-Galkin, S. B. Sergeev

Experience in developing e-learning course in the discipline “Power Electronics”The article describes the experience of developing and conducting distance learning at

universities in the discipline “Power electronics”. It presents a plan for the development and

improvement of methods of distance learning for the organization of joint educational programs

(JEP).

Key words: distance learning, power semiconductor systems models, learning through

Internet networks, system of distant learning.

74