Российский научный фонд (РНФ) поддержал проект молодых учёных, сотрудников кафедры электропривода и мехатроники Политехнического института из Южно-Уральского государственного университета. Проект направлен на развитие и исследование новых энергоэффективных методов управления полупроводниковыми преобразователями. Разрабатываемый метод позволит обеспечить эффективную работу мощных преобразователей в условиях низкой частоты переключений полупроводниковых модулей, а также предоставить новые возможности для их производства в Челябинской области и применения в стратегически важных областях экономики Российской Федерации.
Заявка на грант РНФ, подготовленная доцентом, кандидатом технических наук Александром Маклаковым, аспирантом Тао Цзин и старшим преподавателем Татьяной Лисовской,прошла конкурсный отбор. Совместный проект ученых по исследованию новых энергоэффективных методов управления высоковольтными силовыми преобразователями в условиях низкой частоты переключений полупроводниковых модулей получил финансовую поддержку.
«Наиболее актуальной проблемой силовой преобразовательной техники является поиск оптимального соотношения между эффективностью и параметрами качества преобразованной электрической энергии силовыми полупроводниковыми преобразователями. Если в преобразователях мощностью в несколько мегаватт в условиях низкой частоты переключений полупроводниковых модулей использовать классические алгоритмы модуляции, это приведёт к проблеме электромагнитной совместимости между источником и потребителем энергии. Решением остаётся только повышение частоты коммутации ключей преобразователя, но это потребует усиленного охлаждения полупроводниковых приборов, что значительно снизит энергоэффективность и надежность всей системы. Мы предложили применить иной подход к формированию последовательностей переключений ключей преобразователя», - рассказал Александр Маклаков.
Исследования выполняются в ЮУрГУ на модульном исследовательском комплексе «Многоуровневый силовой электронный преобразователь». В 2022 году научный коллектив планирует разработать математические модели и алгоритмы расчёта последовательностей переключений полупроводниковых модулей. Целью работы является определение наиболее эффективной последовательности переключений, проведение теоретических исследований методом математического моделирования электромагнитных процессов на разработанных математических моделях и лабораторном оборудовании.
«На основании экспериментальных данных мы получим доказательство эффективности используемых предварительно-запрограммированных последовательностей переключений полупроводниковых модулей в условиях низкой частоты переключений ключей. В 2023 году мы планируем провести экспериментальные исследования влияния режимов работы высоковольтных силовых полупроводниковых преобразователей на качество напряжения при использовании предварительно запрограммированных последовательностей переключений полупроводниковых модулей», - говорит Александр Маклаков.
Научный коллектив представил результаты работы на международных конференциях, в том числе проводимых под эгидой международного научно-технического сообщества IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). В 2021 и 2022 годах в высокорейтинговых журналах Machines и Energies были опубликованы статьи по тематике данного исследования.
Южно-Уральский государственный университет – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).
Читайте нас: