УСТРОЙСТВА СОГЛАСОВАНИЯ НАГРУЗКИ С ИСТОЧНИКОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

The features of different types of DC converters to ensure maximum power transfer mode from the source of electrical energy to the load are analyzed . The cases of direct transfer of energy to the load and the use of a buffer battery are considered. Recommendations on the use of specific types of regulators are given. References 3, tables 2, figures 6.Проанализированы особенности использования различных типов импульсных регуляторов постоянного напряжения для обеспечения режима передачи максимальной мощности от источника электрической энергии в нагрузку. Рассмотрены случаи непосредственной передачи энергии в нагрузку и использования буферного аккумулятора. Даны рекомендации по использованию конкретных типов регуляторов.Библ. 3, табл.2, рис. 6

К вопросу отбора максимальной мощности от источника электрической энергии

Проаналізовано енергетичні характеристики системи джерело електричної енергії – навантаження при різному характері внутрішнього опору джерела. Для одержання результатів аналізу у найбільш загальному вигляді використанні нормовані вихідні характеристики джерела. Показано, що максимальна потужність до навантаження передаватиметься за умови рівності опору навантаження та диференційного внутрішнього опору джерела, а коефіцієнт використання електричної енергії джерела визначатиметься співвідношенням між опором навантаження та статичним внутрішнім опором джерела в робочій точці. При цьому нормовані вихідні характристики джерела одночасно є залежністю коефіцієнта використання електричної енергії від його струму навантаження. Проведено порівняльний аналіз джерел з різним типом вихідних характеристик.Тhe energy characteristics of the source of electrical energy - load at the different character of the internal resistance of the source аre analyzed. To obtain the results of analysis in the most general form used normalized data. It is shown that the maximum power to the load will be transmitted by the condition that the load resistance and differential internal resistance of the source are equal, and utilization of electrical energy source will be determined by the relation between the load resistance and the static internal source resistance at the operating point. In this case, the normalized output characteristics of the source are dependence of the use of electricity from its current workload. A comparative analysis of the sources with different types of output characteristics is conducted.Проанализированы энергетические характеристики системы источник электрической энергии – нагрузка при различном характере внутреннего сопротивления источника. Для получения результатов анализа в наиболее общем виде использованы нормированые характеристики. Показано, что максимальная мощность в нагрузку будет передаваться при условии равенства сопротивления нагрузки и диференциального внутреннего сопротивления источника, а коэффициент использования электрической энергии источника будет определятся соотношением между сопротивлением нагрузки и статическим внутренним сопротивлением источника в рабочей точке. При этом нормированные выходные характеристики источника одновременно являются зависимостью коэффициента использования электрической энергии от его тока нагрузки. Проведен сравнительный анализ источников с различным типом выходных характеристик

К вопросу об использовании метода наложения при анализе переходных процессов с ненулевыми начальными условиями

Проаналізовано особливості застосування методу накладання в електричному колі з ненульовими початковими умовами при одночасному підключенні до нього кількох зовнішніх дій. Розглянуто різні форми представлення рішення, які базуються на використанні методу накладання. Проаналізовано їх взаємозв’язок і спосіб переходу від однієї форми представлення рішення до іншої. Показано, що для лінійних електричних кіл при будь-яких початкових умовах принцип накладання виконується завжди, причому він може бути застосований у різних формах.The features of the superposition method for the analysis of the transition process in a circuit with non-zero initial conditions while connected to a circuit of several external influences are analized. The different forms of presentation solutions, which are based on the method of superposition are considered. Analyzed the relationship between these solutions and how to change from one form of representation of solutions to the other. It is shown that in linear circuits for any initial conditions the principle of superposition is always satisfied, and it can be used in various forms.Проанализированы особенности применения метода наложения при анализе переходного процесса в электрической цепи с ненулевыми начальными условиями при одновременном подключении к цепи нескольких внешних воздействий. Рассмотрены различные формы представления решения, которые базируются на использовании метода наложения. Проанализирована взаимосвязь этих решений и способы перехода от одной формы представления решения к другой. Показано, что для линейных электрических цепей при любых начальных условиях принцип наложения выполняется всегда, причем он может быть использован в различных формах

Особенности поиска точки максимальной мощности солнечной батареи методами холостого хода и короткого замыкания

Проаналізовано основні методи пошуку точки максимальної потужності сонячної батареї. Показано, що найпростішими і достатньо ефективними є методи короткого замикання і холостого ходу. Основним їх недоліком є зменшення вихідної потужності сонячної батареї, що викликано відносно широким діапазоном можливого знаходження точки максимальної потужності як за струмом, так і за напругою при зміні зовнішніх умов (потужності сонячного випромінювання, температури), а також опору зовнішніх втрат сонячної батареї. Проаналізовано вплив зазначених факторів на положення точки максимальної потужності і дано рекомендації щодо їх врахування при виборі положення точки максимальної потужності. Показано, що при використанні імпульсних регуляторів для узгодження сонячної батареї з навантаженням, робочу точку сонячної батареї доцільно вибирати лівіше від точки максимальної потужності.General methods maximum power point of solar battery are analyzed. In article are shown, that methods open and short circuits are simplest and sufficiently effective. Main disadvantage of these method is relatively wide bias range by current and voltage, when outside factors (power of solar radiation, temperate) and outside resistance power loses are changing. Influence mentioned factors to position maximum power point are analyzed and recommendation of taking to account these factors to maximum power point choose are given. When for agreement solar battery and load impulse convertors are used, work point of solar battery expediencelly choose left from maximum power point.Проанализировано основные методы поиска точки максимальной мощности солнечной батареи. Показано, что простейшими и достаточно эффективными являются методы короткого замыкания и холостого хода. Их основной недостаток - относительно широкий диапазон смещения точки максимальной мощности как по току, так и по напряжению при изменении внешних условий (мощности солнечного излучения, температуры), а также сопротивления внешних потерь солнечной батареи. Проанализировано влияние указанных факторов на положение точки максимальной мощности и дано рекомендации об их учете при выборе положения точки максимальной мощности. Показано, что при использовании импульсных регуляторов для согласования солнечной батареи с нагрузкой, рабочую точку солнечной батареи целесообразно выбирать левее от точки максимальной мощности

Особливості роботи імпульсних регуляторів в режимі передавання максимальної потужності, за наявності акумулятора на їх виході

Introduction. For the efficient use of non-traditional and renewable sources of electrical energy, it is necessary to ensure their operation at the maximum power point, which is possible if the load resistance is equal to the output resistance of the source. To match the load resistance with the output impedance of the source, a matching switching regulator is connected between the source and the load. Very often, the amount of energy received from such sources depends on external conditions. To ensure a uniform supply of electrical energy to the load, a battery operating in buffer mode is connected at the output of the switching regulator. Problem. In this case, the load of the switching regulator is the battery, and the input impedance of the regulator will perform the role of the load of the power source. This resistance depends on the voltage of the battery, the type of switching regulator and its mode of operation. In such cases, the maximum power extraction mode from the source can be provided by selecting the appropriate operating mode of the switching regulator. The aim of the work is to analyze the conditions and determine the modes under which the transfer of the maximum possible amount of electrical energy from the source to the battery is ensured, as well as the features of the switching regulator in these modes. Methods. For this purpose, the regulating characteristics of step-up and step-down switching regulators were determined and analyzed, taking into account the presence of an accumulator at their output. Taking into account that in the maximum power transmission mode, the output resistance of the source and the load resistance are of the same order of magnitude, when determining the regulating characteristics, the internal resistance of the source was taken into account. Results. As a result of the analysis of the obtained regulating characteristics, the conditions were determined under which the transfer of energy from the source to the battery is ensured, and the parameters of the operating mode of the switching regulator were determined, under which the maximum power will be taken from the source of electrical energy. Novelty. The originality of the work is the consideration of the internal resistance of the source of electrical energy in determining the regulating characteristics of pulse regulators. Practical value. The obtained results made it possible to indicate the appropriate range of battery voltages for different types of pulse regulators, as well as to give practical recommendations for choosing the mode of operation of the pulse regulator depending on its type, as well as the amount of voltage on the battery.Для ефективного використання нетрадиційних та відновлюваних джерел електричної енергії необхідно забезпечувати їх роботу в точці максимальної потужності, що можливо при рівності опору навантаження та вихідного опору джерела. Для узгодження опору навантаження з вихідним опором джерела між джерелом та навантаженням підключають узгоджувальний імпульсний регулятор. Досить часто кількість енергії, що отримують від подібних джерел, залежить від зовнішніх умов. Щоб забезпечити більш рівномірне надходження електричної енергії до навантаження, на виході імпульсного регулятора підключають акумулятор, що працює в буферному режимі. За таких умов навантаженням імпульсного регулятора є акумулятор, а роль навантаження джерела живлення виконуватиме вхідний опір регулятора. Цей опір залежить від величини напруги на акумуляторі, типу імпульсного регулятора та режиму його роботи. У таких випадках режим відбору максимальної потужності джерела може бути забезпечений шляхом вибору відповідного режиму роботи імпульсного регулятора. Метою роботи є аналіз умов та визначення режимів, за яких забезпечується передача від джерела в акумулятор максимально можливої кількості електричної енергії, а також особливостей роботи імпульсного регулятора у зазначеному режимі. З цією метою було визначено та проаналізовано регулювальні характеристики імпульсних регуляторів підвищувального та понижувального типів з урахуванням наявності акумулятора на їх виході. Враховуючи, що у режимі передавання максимальної потужності вихідний опір джерела та опір навантаження є величинами одного порядку, при визначенні регулювальних характеристик враховувався внутрішній опір джерела. В результаті аналізу отриманих регулювальних характеристик було визначено умови, за яких забезпечується передавання енергії від джерела до акумулятора, а також визначено параметри режиму роботи імпульсного регулятора, за яких від джерела електричної енергії буде відбиратися максимальна потужність. Оригінальністю роботи є врахування внутрішнього опору джерела електричної енергії при визначенні регулювальних характеристик імпульсних регуляторів. Одержані результати дали можливість вказати доцільний діапазон напруг акумулятора для різних типів імпульсних регуляторів, а також дати практичні рекомендації щодо вибору режиму роботи імпульсного регулятора у залежності від його типу, а також величини напруги на акумуляторі

Регулятори підвищувально-понижувального типу в режимі передавання максимальної потужності

Introduction. Switching DC voltage regulators are traditionally used to regulate and stabilize the voltage on the load. Due to the widespread use of non-traditional and renewable sources of electricity, there is a need to select from them the maximum possible amount of electricity. As is known, the maximum power from the power supply to the load will be transmitted provided that the output resistance of the source is equal to the load resistance. If this condition is not met, a matching switching regulator is switched on between the power supply and the load. Most often, for the purpose of matching, pulse regulators of step-up or step-down types are used. Problem. The operation of regulators in the matching mode has a number of features, in comparison with the modes of regulation and stabilization of the output voltage. Thus, since in the maximum power transmission mode the output resistance of the source and the resistance of the load are values of the same order, in any calculation the internal resistance of the source must be taken into account. There are works in which features of work of regulators of step-up and step-down types in a mode of transfer of the maximum power are analyzed. In addition to these types of pulse regulators, there are regulators of step-up/step-down types, which are relatively rarely used for this purpose. First of all it is connected with insufficiently studied abilities of work of such regulators in the specified mode. Goal. The aim of the work is to analyze the features of the operation of pulse regulators of step-up/step-down types in the mode of transmission of maximum power from the power supply to the load, as well as to determine the conditions under which it is possible and appropriate to work in this mode. Methodology. In the work, taking into account the internal resistance of the power supply, the regulation characteristics of the basic circuit of the pulse regulator of the step-up/step-down type are analyzed. The conditions under which the transfer of maximum power from the power supply to the load is ensured are determined. Results. It is shown that the existing variants of the circuits of regulators of the step-up/step-down type can be obtained from the basic circuit by applying the rules of construction of dual electric circuits. Consequently, the basic calculated relations for such circuits can be obtained from the calculated relations of the basic circuit using the principle of duality. Originality. A method for determining and studying the regulation characteristics of pulse regulators, taking into account the internal resistance of the power supply. Practical value. The obtained results allow to determine the conditions under which it is possible and expedient to operate different circuits of regulators in the mode of transmission of maximum power from the power supply to the load. Based on these results, recommendations are given for selecting a suitable range for changing the relative time of the closed state of the controlled switch, depending on the type of power supply used, as well as the method of connecting the controlled switch in the regulator circuit.З урахуванням внутрішнього опору джерела живлення проаналізовано регулювальні характеристики імпульсних регуляторів підвищувально-понижувального типу. Визначено умови, за яких забезпечується передавання максимальної потужності від джерела живлення до навантаження. Дано рекомендації щодо вибору доцільного діапазону зміни відносного часу замкненого стану керованого ключа регулятора , у залежності від типу джерело живлення, а також способу підключення керованого ключа в імпульсному регуляторі

До питання про відбір максимальної потужності від джерел електричної енергії

Тhe energy characteristics of the source of electrical energy - load at the different character of the internal resistance of the source аre analyzed. To obtain the results of analysis in the most general form used normalized data. It is shown that the maximum power to the load will be transmitted by the condition that the load resistance and differential internal resistance of the source are equal, and utilization of electrical energy source will be determined by the relation between the load resistance and the static internal source resistance at the operating point. In this case, the normalized output characteristics of the source are dependence of the use of electricity from its current workload. A comparative analysis of the sources with different types of output characteristics is conducted.References 3, figures 7.Проанализированы энергетические характеристики системы источник электрической энергии – нагрузка при различном характере внутреннего сопротивления источника. Для получения результатов анализа в наиболее общем виде использованы нормированые характеристики. Показано, что максимальная мощность в нагрузку будет передаваться при условия равенства сопротивления нагрузки и диференциального внутреннего сопротивления источника, а коэффициент использования электрической энергии источника будет определятся соотношением между сопротивлением нагрузки и статическим внутренним сопротивлением источника в рабочей точке. При этом нормированные выходные характеристики источника одновременно являются зависимостью коэффициента использования электрической энергии от его тока нагрузки. Проведен сравнительный анализ источников с различным типом выходных характеристик.Библ. 3, рис. 7.Проаналізовано енергетичні характеристики системи джерело електричної енергії – навантаження при різному характері внутрішнього опору джерела. Для одержання результатів аналізу у найбільш загальному вигляді використанні нормовані вихідні характеристики джерела. Показано, що максимальна потужність до навантаження передаватиметься за умови рівності опору навантаження та диференційного внутрішнього опору джерела, а коефіцієнт використання електричної енергії джерела визначатиметься співвідношенням між опором навантаження та статичним внутрішнім опором джерела в робочій точці. При цьому нормовані вихідні характристики джерела одночасно є залежністю коефіцієнта використання електричної енергії від його струму навантаження. Проведено порівняльний аналіз джерел з різним типом вихідних характеристик.Бібл. 3, рис. 7

До питання про застосування метода накладання при аналізі перехідних процесів з ненульовими початковими умовами

The features of the superposition method for the analysis of the transition process in a circuit with non-zero initial conditions while connected to a circuit of several external influences are analized. The different forms of presentation solutions, which are based on the method of superposition are considered. Analyzed the relationship between these solutions and how to change from one form of representation of solutions to the other. It is shown that in linear circuits for any initial conditions the principle of superposition is always satisfied, and it can be used in various forms.Ref. 7, Fig. 2.Проанализированы особенности применения метода наложения при анализе переходного процесса в электрической цепи с ненулевыми начальными условиями при одновременном подключении к цепи нескольких внешних воздействий. Рассмотрены различные формы представления решения, которые базируются на использовании метода наложения. Проанализирована взаимосвязь этих решений и способы перехода от одной формы представления решения к другой. Показано, что для линейных электрических цепей при любых начальных условиях принцип наложения выполняется всегда, причем он может быть использован в различных формах.Библ. 7, рис. 2.Проаналізовано особливості застосування методу накладання в електричному колі з ненульовими початковими умовами при одночасному підключенні до нього кількох зовнішніх дій. Розглянуто різні форми представлення рішення, які базуються на використанні методу накладання. Проаналізовано їх взаємозв’язок і спосіб переходу від однієї форми представлення рішення до іншої. Показано, що для лінійних електричних кіл при будь-яких початкових умовах принцип накладання виконується завжди, причому він може бути застосований у різних формах.Бібл. 7., рис. 2

Особливості пошуку точки максимальної потужності сонячної батареї методами холостого ходу і короткого замикання

General methods maximum power point of solar battery are analyzed. In article are shown, that methods open and short circuits are simplest and sufficiently effective. Main disadvantage of these method is relatively wide bias range by current and voltage, when outside factors (power of solar radiation, temperate) and outside resistance power loses are changing. Influence mentioned factors to position maximum power point are analyzed and recommendation of taking to account these factors to maximum power point choose are given. When for agreement solar battery and load impulse convertors are used, work point of solar battery expediencelly choose left from maximum power point.Bibl. 5, pic. 5. Проанализировано основные методы поиска точки максимальной мощности солнечной батареи. Показано, что простейшими и достаточно эффективными являются методы короткого замыкания и холостого хода. Их основной недостаток – относительно широкий диапазон смещения точки максимальной мощности как по току, так и по напряжению при изменении внешних условий (мощности солнечного излучения, температуры), а также сопротивления внешних потерь солнечной батареи. Проанализировано влияние указанных факторов на положение точки максимальной мощности и дано рекомендации об их учете при выборе положения точки максимальной мощности. Показано, что при использовании импульсных регуляторов для согласования солнечной батареи с нагрузкой, рабочую точку солнечной батареи целесообразно выбирать левее от точки максимальной мощности.Библ. 5, рис. 5. Проаналізовано основні методи пошуку точки максимальної потужності сонячної батареї. Показано, що найпростішими і достатньо ефективними є методи короткого замикання і холостого ходу. Основним їх недоліком є зменшення вихідної потужності сонячної батареї, що викликано відносно широким діапазоном можливого знаходження точки максимальної потужності як за струмом, так і за напругою при зміні зовнішніх умов (потужності сонячного випромінювання, температури), а також опору зовнішніх втрат сонячної батареї. Проаналізовано вплив зазначених факторів на положення точки максимальної потужності і дано рекомендації щодо їх врахування при виборі положення точки максимальної потужності. Показано, що при використанні імпульсних регуляторів для узгодження сонячної батареї з навантаженням, робочу точку сонячної батареї доцільно вибирати лівіше від точки максимальної потужності.Бібл. 5, рис. 5.