МОДЕЛИРОВАНИЕ БУСТЕРНОЙ СХЕМЫ СТАБИЛИЗАТОРА ОТ ЕМКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ

В статье рассмотрена проблема качества судовой электрической энергии. Описаны основные причины низкого качества электрической энергии по сравнению с качеством питания береговых электроэнергетических систем. Наряду с основной проблемой качества рассматривается вопрос возможной интеграции альтернативных источников электрической энергии в будущем. Для поддержания необходимых параметров качества электроэнергии, вырабатываемой альтернативными источниками энергии, например, емкостными (ионисторы, суперконденсаторы), предлагается применить схемы интегральных стабилизаторов. Предложена и рассмотрена принципиальная схема бустерного стабилизатора на основе кремневых ключей. Изложен принцип стабилизации выходного напряжения при помощи полупроводниковых ключей (биполярный транзистор, полевой транзистор и биполярный транзистор с изолированным затвором). Предложена принципиальная электрическая схема работы бустерного стабилизатора напряжения от емкостного источника электрической энергии на примере ионистора. Исходя из основных законов электротехники, разработана математическая модель источника электрической энергии и стабилизатора напряжения, на основе которых определены переменные, от которых зависит уровень стабилизации напряжения. На основе математической модели стабилизатора и емкостного источника разработана и исследована имитационная модель в компьютерной среде моделирования MATLAB. Выявлен положительный эффект в применении принципиальной электрической схемы интегрального стабилизатора напряжения от емкостного источника. Для верификации проведенных модельных исследований на основе предложенной принципиальной электрической схемы проведены макетные испытания. Сопоставлены результаты компьютерного моделирования с результатами выходных параметров макетных испытаний, доказана целесообразность применения предложенных схемных решений. На основании проведенных исследований на компьютерной и реальной модели сделан ряд основных выводов.

бустерный стабилизатор, емкостной источник, полупроводниковый ключ, моделирование, ключ, индуктивность, схема, система, электрооборудование

1. Кузнецов С. Е. Оценка качества электроэнергии на судне в процессе эксплуатации / С. Е. Кузнецов, Ю. В. Кудрявцев, А. А. Виноградов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 6. - С. 1320-1329. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-6-1320-1329.

2. Баранов А. П. Использование пакета Simulink для изучения и исследования переходных процессов в судовых электроэнергетических системах / А. П. Баранов, В. А. Федоренко // Эксплуатация морского транспорта. - 2007. - № 2 (48). - С. 46-47.

3. Горбенко Ю. М. Принцип действия и выбор параметров устройства для распределения реактивных токов судовых синхронных генераторов по методу ведущего генератора / Ю. М. Горбенко [и др.] // Научные труды Дальрыбвтуза. - 2007. - № 19. - С. 71-79.

4. Труднев С. Ю. Исследование параллельной работы ШИМ-инвертора и однофазной сети / С. Ю. Труднев // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2014. - № 6 (28). - С. 60-66.

5. Труднев С. Ю. Исследование работы импульсного стабилизатора напряжения для питания катодной защиты морских платформ / С. Ю. Труднев, А. О. Шуваева // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2018. - Т. 10. - № 4. - С. 818-827. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-4-818-827.

6. Романовский В. В. Разработка гребного вентильно-индукторного двигателя для систем электродвижения большой мощности / В. В. Романовский, Б. В. Никифоров, А. М. Макаров // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 2. - С. 357-366. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-2-357-366.

7. Беляков А. И. Электрохимические суперконденсаторы: текущее состояние и проблемы развития / А. И. Беляков // Электрохимическая энергетика. - 2006. - Т. 6. - № 3. - С. 146-149.

8. Коробко Г. И. Накопители электроэнергии в стабилизаторах переменного напряжения для специальных судовых потребителей / Г. И. Коробко, С. В. Попов // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. - 2005. - № 13. - С. 54-57.

9. Дубов С. Л. Регулирование напряжения и экономия электроэнергии в сетях низкого напряжения потребителей / С. Л. Дубов, В. М. Кириченко-Мишкин, К. Д. Курбанмагомедов // Системные технологии. - 2017. - № 1 (22). - С. 33-39.

10. Денисенко Е. А. Источники бесперебойного и автономного электроснабжения / Е. А. Денисенко, М. М. Тарасов, А. А. Кривошей, А. В. Бондарчук // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2016. - № 115. - С. 1337-1349.