Nuolatinės srovės keitiklio alternatyviems energijos šaltiniams kūrimas ir tyrimas

Abstract

Darbe nagrinėjami ir tiriami nuolatinės srovės keitikliai atsinaujinančios energijos šaltiniams. Pateikiami duomenys apie bendrą elektros energijos gamybą ir gamybą iš atsinaujinančių energijos šaltinių Lietuvoje ir pasaulyje. Pirmajame skyriuje nagrinėjamos pagrindinės nuolatinės srovės keitiklių struktūros, pateikiamos jų topologijos, analizuojamos išraiškos parametrams skaičiuoti, pateikiami valdančiųjų signalų formavimo algoritmai ir signalų epiūros. Antrajame skyriuje nagrinėjamos nuolatinės srovės keitiklių (inverterių), keičiančių nuolatinės srovės šaltinio įtampą į kintamąją įtampą, struktūros. Analizuojamos šių keitiklių topologijos, valdymo principai, signalų epiūros, signalų formavimo algoritmai, inverterių savybės, nagrinėjamos išraiškos parametrams apskaičiuoti. Trečiajame skyriuje analizuojamas inverterio išėjimo filtras. Pateikiamos pagrindinės šio filtro topologijos, aptariamos jų savybės, pateikiamos signalų epiūros, analizuojamos išraiškos filtro parametrams apskaičiuoti. Ketvirtajame skyriuje pateikiami inverterio su išėjimo filtru modeliavimo ir eksperimentinio tyrimo rezultatai. Tyrimams suprojektuotas ir surinktas 1 kW galios inverteris su filtru, jo darbo valdymui ir valdančiųjų signalų inverterio raktams formavimui panaudotas mikrokompiuteris su mikrovaldikliu. Gauti tyrimų rezultatai pritaikyti kuriant keitiklį saulės elementų baterijoms. Kiekvieno skyriaus pabaigoje pateikiamos išvados. Baigiamojo darbo pabaigoje pateikiamos apibendrinančios išvados.

The work focuses on direct current (DC) converters for alternative energy sources. The data about the general production of electricity and the production of electricity from alternative energy sources in Lithuania and in the world is presented. In the first section the structures and topologies of DC-DC converters are analyzed, the signal formation algorithms and plots of the signals are given and discussed. In the second section the structures and topologies of DC-AC (Alternating Current) converters are analyzed, the signal formation algorithms and plots of the signals are presented. In the third section the output filter is analyzed. The topologies, characteristics, signal plots and equations are presented. In the fourth section the simulation and experimental investigation results are presented and discussed. The 1 kW DC-AC converter with output filter was designed for experimental investigation and a microcontroller-based microcomputer was used for generation of signals for control of converter output transistors. The obtained investigation results were employed for development of the converter for the solar panel. Conclusions in the each section of the thesis are given. General conclusions are formulated at the end of the work. Thesis consist of: 88 p. text without appendixes, 77 pictures, 9 tables, 28 bibliographical entries. Appendixes included.