СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ТРАНЗИСТОРНЫЕ АЗК КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЛА
1.1. Транзисторная коммутационнозащитная аппаратура в составе систем электроснабжения летательных аппаратов.
1.2. Достоинства и недостатки традиционной КЗ А.
1.3. Основные свойства бесконтактной КЗ А.
ГЛАВА 2. СВОЙСТВА ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЛА.
2.1. Статические свойства приемников электроэнергии.
2.2. Анализ естественных переходных процессов при управлении приемниками электроэнергии
V 2.2.1. Переходные процессы низковольтных ПЭ постоянного тока.
2.2.2. Переходные процессы ПЭ переменного тока
2.2.3. Переходные процессы ПЭ в СЭС ПТПН
2.3. Анализ вынужденных переходных процессов в приемниках
электроэнергии при ограничении тока.
ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ТРАНЗИСТОРНЫМ АЗК.
3.1. Принципы формирования ВТХ транзисторных АЗК
3.2. Моделирование времятоковых характеристик авиационных проводов и тепловых аппаратов зашиты.
3.3. Обоснование параметров ВТХ транзисторных АЗК постоянного тока
3.4. Методика выбора АЗК и проверки правильности их установки в СЭС ЛА
О 3.5. Ключевые и массоэнергетические параметры АЗК
3.6. Технические требования к магистральным АЗК.
ГЛАВА 4. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ АЗК ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ ТРАДИЦИОННЫХ СЭО.
4.1. Обеспечение универсальности АЗК к различным нагрузкам
4.1.1. Режимы управления нагрузками АЗК1.
4.1.2. Режимы управления нагрузками АЗК1.
4.2. Обеспечение универсальности АЗК по входу.
4.3. Обеспечение помехоустойчивости АЗК.
4.4. Методы миниатюризации АЗК1.
4.5. Транзисторные АЗК1 для сетей переменного тока
4.6. Принципы построения квадраторов для формирователей ВТХ.
4.7. Особенности построения интеграторов ФВТХ.
4.8. Организация вспомогательного питания АЗК.
4.9. Функциональная схема АЗК1
ГЛАВА 5. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ АЗК С НЕПРЕРЫВНЫМ ОГРАНИЧЕНИЕМ ПЕРЕХОДНЫХ ТОКОВ.
5.1. Времятоковые характеристики АЗК2, АЗКЗ
5.2. Принципы построения АЗК2 с непрерывным ограничением
5.2.1. Энергетические соотношения в выходных каскадах АЗК2
5.2.2. Конструктивные методы уменьшения тепловой нагрузки СТК
5.2.3. Схемотехнические методы разгрузки СТК
ГЛАВА 6. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ АЗК С ИМПУЛЬСНЫМ ОГРАНИЧЕНИЕМ ПЕРЕХОДНЫХ ТОКОВ
6.1. Структурные варианты АЗКЗ
6.2. Энергетические соотношения в схемах АЗКЗ.
6.3. Моделирование нестационарных неаварийных режимов.
ГЛАВА 7. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНЗИСТОРНЫХ АЗК ПРИ ЛИКВИДАЦИИ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ.
7.1. Необходимость и особенности моделирования современных мощных полупроводниковых приборов.
7.2. Моделирование мощного полупроводникового диода.
7.3. Моделирование мощного биполярного транзистора
7.4. Моделирование мощного МДП транзистора
7.5. Моделирование силовых ЮВ транзисторов
7.6. Тепловые модели мощных МДП и ЮВ транзисторов.
7.7. Моделирование полупроводникового ограничителя напряжения
7.8. Применение моделей мощных полупроводниковых приборов.
7.9. Исследование процессов ликвидации коротких замыканий в АЗК
на МДП транзисторах.
ГЛАВА 8. ОПТИМАЛЬНЫЙ СИНТЕЗ АЗК.
8.1. Постановка задачи оптимального синтеза АЗК.
8.2. Алгоритм оптимального синтеза АЗК
8.3. Математическая модель АЗК1.
8.4. Результаты оптимального синтеза АЗК
ГЛАВА 9. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
9.1. Элементная база и конструктивнотехнологический уровень реализации транзисторных АЗК
9.2. Транзисторные АЗК постоянного тока.
9.2.1. Бесконтактные силовые устройства коммутации БУК для автономных систем постоянного тока
9.2.2. Транзисторные АЗК низковольтных СЭС постоянного тока.
9.2.3. Транзисторные АЗК для низковольтных однопроводных СЭС постоянного тока
9.2.4. Транзисторные АЗК постоянного повышенного напряжения.
С 9.2.5. Транзисторные АЗК с широтноимпульсным ограничением
переходных токов
9.2.6. Дистанционные транзисторные коммутаторы ДТК
9.3. Комплект полупроводниковых микросхем для электронных
аппаратов защиты и коммутации.
9.3.1. Интегральная микросхема защиты силовых транзисторных ключей
9.3.2. ИС формирователя времятоковых характеристик.
9.4. Универсальные узлы управления и защиты СТК для устройств преобразования электроэнергии.
9.4.1. Интегральная микросхема драйвера.
9.4.2. Схема защиты СТК от коротких замыканий в составе
конверторов ИВЭП
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ф ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Методика определения параметров модели
мощного полупроводникового диода
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Методика определения параметров модели
мощного биполярного транзистора.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Методика определения параметров модели
мощного МДП транзистора.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Методика определения параметров модели
ЮВ транзистора
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Программа оптимального параметрического
синтеза транзисторных АЗК по критерию минимальной массы
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Акты об использовании и внедрении научных и практических результатов диссертационной работы.
ВВЕДЕНИЕ
Возрастающие требования к функциональным возможностям, экономичности и надежности летательных аппаратов диктуют необходимость разработки и внедрения автоматизированных бортовых комплексов, использующих новейшие достижения силовой электроники и микроэлектроники. В области авиационного электрооборудования это системы нового типа, основанные на бесконтактном преобразовании и распределении электрической энергии с помощью полупроводниковых ключей 1,2, 8 0.
В составе таких комплексов важное место отводится бесконтактной коммутационнозащитной аппаратуре КЗА распределительных систем, осуществляющей дистанционное управление приемниками электроэнергии ПЭ и защиту сетей от аварийных перегрузок по току. Степень технического совершенства этого класса устройств в значительной мере определяет такие параметры системы электроснабжения СЭС как качество электропитания в нормальных и аварийных режимах, полное время реконфигурации систем распределения, контролеспособность и надежность. Основными требованиями к коммутационнозащитной
аппаратуре являются высокое быстродействие и надежность при ликвидации аварийных режимов СЭС, селективность защиты,
экономичность, малые остаточные напряжения и токи, высокая удельная мощность, большой ресурс работы, универсальность по отношению к нагрузкам различного характера, стабильность основных технических параметров.
В традиционных авиационных СЭС функции дистанционной коммутации выполняются электромеханическими контакторами и реле, а функции защиты контактными тепловыми и электромеханическими аппаратами. Принципы построения и методы проектирования
традиционной КЗ А изложены в ряде фундаментальных работ Б. К. Буля, .. Гордона, К.К. Намитокова, И.С. Таева, В.Н. Шоффа и др. 7,.
К достоинствам контактной КЗА следует отнести относительно малые напряжения на включенных коммутационных аппаратах, нулевые остаточные токи в отключенном состоянии, высокую удельную мощность, особенно при токах в десяткисотни ампер. Однако контактная КЗА имеет ряд существенных недостатков
низкую надежность вследствие окисления, эрозии, пригорания контактов
невысокое быстродействие, являющееся причиной значительных токов при коротких замыканиях К.З., а также больших временных интервалов реконфигурации систем электропитания
чувствительность контактов реле к индуктивным и моторным нагрузкам, двукратное уменьшение ресурса при их управлении
плохую электромагнитную совместимость ЭМС, искрение и дугообразование, дребезг контактов, создающие помехи электронным устройствам
существенную температурную и технологическую нестабильность характеристик тепловых аппаратов защиты, вынуждающую переразмеривать сечение питающих проводов
низкие эксплуатационные качества, ограниченный ресурс, необходимость замены КЗА в среднем 1 2 раза за срок службы планера.
Недостатки контактной КЗА могут быть частично устранены в гибридной полупроводниковоконтактной аппаратуре 5,6. Известны гибридные аппараты с использованием различных комбинаций контактных и полупроводниковых силовых ключей с целью обеспечения коммутационных режимов контактов. Имеются разработки защитных аппаратов на основе контакторов, дополненных электромагнитными блоками, формирующими термостабильные времятоковые характеристики. Разработаны контактные коммутаторы с электронными
преусилителями, осуществляющими двустороннюю связь с цифровыми системами. Однако, все выше перечисленные устройства не способны ограничивать аварийные токи и имеют низкое быстродействие.
Актуальность
- Київ+380960830922