Согласование вторичных источников питания с электрическими сетями и нагрузкой, страница 4

Предельное быстродействие ИПН в окрестности стационарного режима следует рассматривать как критерий синтеза его закона управления. Управление, удовлетворяющее данному критерию, является оптимальным по быстродействию.

Для ИПН, как нелинейной импульсной системы, оптимальность управления зависит от величины возмущающего воздействия. Поэтому закон управления, полученный по критерию предельного быстродействия ИПН в малой окрестности стационарного режима, является оптимальным только для этой окрестности и неоптимальным при отклонениях от нее. Такой закон управления и сам ИПН целесообразно называть быстродействующим.

С другой стороны, взаимное влияние подсистем в стационарном режиме зависит от суммарной переменной составляющей токопотребления на частоте ωk. Уменьшение суммарной переменной составляющей токопотребления на частоте ωk возможно как за счет уменьшения амплитуд составляющих токопотребления отдельных КЭП выбором структуры и параметров их входных фильтров, так и за счет изменения φkjвоздействием по цепям управления КЭП.

В динамическом режиме максимальным воздействием по току нагрузки является подключение одного или нескольких КЭП. Возникающий импульс токопотребления, обусловленный зарядом емкостей согласующих LC-фильтров, в десятки раз превышает максимальный ток нагрузки. Качество процессов в динамическом режиме характеризуется временем переходного процесса, величиной просадки и перерегулирования выходного напряжения. При быстродействующем управлении изменение этих показателей может быть достигнуто только путем изменения силовой цепи СЭС. Таким образом, качество выходного напряжения СЭС в динамическом режиме и уровень собственных пульсаций в статическом режиме следует рассматривать как критерий синтеза силовой цепи СЭС.

Мерой взаимного влияния подсистем, взаимодействующих по ОШ, может служить отношение Zij() = ΔU()/Δi() — выходное сопротивление СЭС по току нагрузки. Модуль и фаза этого сопротивления отражают как регулировочные свойства СЭС по току нагрузки (быстродействие), так и свойство ОШ как фильтра. Выходное сопротивление СЭС является, таким образом, косвенным критерием качества с позиций согласования питающих подсистем с потребителями, а также с позиций сравнения различных вариантов исполнения СЭС (или ИПН).

Быстродействие ИПН — это свойство замкнутой системы. Воздействие переменной составляющей токопотребления способно привести к размыканию системы даже в установившемся режиме, вызвать увеличение степени взаимодействия подсистем СЭС и ухудшение качества выходного напряжения. Условие управляемости ИПН (нахождение входного сигнала модулятора в зоне ШИМ) накладывает ограничение на максимальную скорость изменения переменной составляющей суммарного токопотребления, допустимое значение которой определим как динамический диапазон стабилизации

Чем шире динамический диапазон стабилизации ИПН, тем большие уровни возмущений по току нагрузки способна отрабатывать СЭС с наилучшим качеством. С другой стороны, требуемого значения можно достичь изменением параметров согласующих фильтров КЭП и за счет фазовых сдвигов токопотребления отдельных КЭП.

Возмущающими воздействиями СЭС, кроме изменения токопотребления КЭП, являются изменения входных напряжений СН и РУ, обусловленных изменениями напряжений источников питания: СБ от 0 до 3Uст и АБ от Uст до 1,5Uст(напряжение стабилизации), а также включением и отключением ЗУ. Изменения напряжения медленные (не соизмеримые с периодом преобразования), что позволяет их считать постоянными. Коммутация же ЗУ представляет один из динамических режимов СЭП.