Первоисточник http://users.kpi.kharkov.ua/msh/since/nauk.aspx.htm

Микропроцессорное управление полупроводниковыми преобразователями

Руководитель - Сокол Евгений Иванович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Промышленная и биомедицинская электроника», проректор НТУ «ХПИ», академик АН высшей школы.

Члены научной группы: Шишкин М. А., кандидат технических наук, доцент, Ластовка А. П., кандидат технических наук, доцент Вержановская М. Р., кандидат технических наук, старший преподаватель Бутова О. А., ассистент.

Лаборатория занимается разработкой быстродействующих систем управления и контроля полупроводниковых преобразователей, основанных на нетрадиционных математических алгоритмах. К ним можно отнести алгоритмы прямого микропроцессорного управления и алгоритмы диагностики на основе анализа процессов на комплексной плоcкости, позволяющие реализовать процессы конечной длительности в системах с повышенной динамикой переходных процессов.

К основным достижениям можно отнести разработку математических моделей, позволяющих реализовать прямое микропроцессорное управление полупроводниковыми преобразователями частоты на базе автономных инверторов тока.

За последнее время коллективом лаборатории было издано около 30 публикаций и 16 докладов на научных конференциях.

Силовая электроника в электроэнергетике

Руководитель - Домнин Игорь Феликсович, кандидат технических наук, професcор, и.о. заведующего кафедрой «Промышленная и биомедицинская электроника». Члены научной группы: Прокопенко В.Ю., младший научный сотрудник, Симонова Л.Ф., младший научный сотрудник, Федоров Д.А., ассистент

Направление работ - разработка, исследование и внедрение фильтрокомпенсаторов неактивных мощностей, потребляемых или генерируемых потребителями электроэнергии в питающую сеть.

В лаборатории разработан фильтрокомпенсатор на основе инвертора напряжения с системой регулирования гистерезисного типа с нечетким регулятором.

Разработан фильтрокомпенсатор на основе управляемого выпрямителя на полностью управляемых тиристорах и инвертора напряжения, управляемый системой прогнозно-гистерезисного типа.

Всего опубликовано 17 работ по указанному направлению.

Разработка и исследование автономных полупроводниковых преобразователей и источников вторичного питания ответственных потребителей.

Руководитель - Гончаров Юрий Петрович, доктор технических наук, профессор.

Члены научной группы: Ересько А.В., кандидат технических наук, доцент, Замаруев В.В., кандидат технических наук, доцент, Ивахно В.В., кандидат технических наук, доцент, Кривошеев С.Ю, кандидат технических наук, доцент, Чурсина Ю.В., научный сотрудник. С группой также тесно сотрудничает профессор кафедры Электрического транспорта и тепловозостроения НТУ «ХПИ» доктор технических наук Панасенко Н.В.

Группа занимается разработкой и исследованием автономных полупроводниковых преобразователей для источников электрического питания различных назначений.

В результате работы группы:

• разработана перспективная схема электрического питания Алексеевской линии Харьковского метрополитена с высоковольтной продольной линией постоянного тока и электролинии транспортной магистрали для ее связи с основной контактной сетью. Разработка позволяет снизить расход электроэнергии, уменьшить нагрузку на городскую электрическую сеть и обеспечить рекуперацию энергии при торможении движущихся составов без ее циркуляции через питающую энергосистему;
• разработана схема силового активного фильтра на базе новых полупроводниковых приборов для применения в полупроводниковых преобразователях тяговых электрических приводов. Разработка позволяет снизить расход дефицитных цветных металлов при изготовлении электрооборудования, снизить его массу и нагрузку на ось, что является одной из серьезных проблем для новой серии электровозов, разрабатываемых в Украине;
• Разработана новая схема мягкой коммутации для тяговых полупроводниковых преобразователей, позволяющая повысить коэффициент полезного действия и примерно вдвое увеличить нагрузочную способность дорогостоящих полупроводниковых модулей на основе IGBT-транзисторов;
• по заказу Харьковского приборостроительного завода им. Т.Г. Шевченко разработан и внедрен в производство источник бесперебойного питания (ИБП) для систем диагностики и контроля телефонных станций. Источник входного напряжения – аккумуляторная батарея с напряжением 48–72 В либо сеть 220 В 50 Гц, выходное синусоидальное напряжение - 220 В 50 Гц, мощность 1 кВт. ИБП обеспечивает пульсации напряжения на аккумуляторной батарее не более 2 мВ;
• разработан и внедрен в производство генератор импульсов напряжения (ГИН), работающий в составе комплекса аппаратуры для диагностики силовых кабелей электросетей. ГИН, питаемый от сети 220 В 50 Гц, формирует в силовом кабеле импульсы программно-регулируемой частоты (1, 2, 4 и 8 кГц) и программно-регулируемой скважности мощностью до 1,5 кВт. Характеристики ГИН существенно превосходят характеристики выпускаемых в Украине аналогов;
• разработана новая структура преобразователя для системы электропитания самолета АН-140, АН-148. Входное 3-х фазное напряжение 108 – 119 В частоты 320 – 640 Гц преобразуется в 3-х фазное стабилизированное напряжение 115 В частоты 400 Гц. Преобразователь удовлетворяет жестким требованиям по электромагнитной совместимости источника и приемника электроэнергии, имеет высокие массогабаритные показатели.

Сотрудниками группы ежегодно издается порядка 10 научных статей и делается порядка 5-6 докладов на научно-технических конференциях и семинарах. За время существования кафедры сотрудниками группы сделано более 200 научных публикаций, в том числе монография «Автономные инверторы» объемом 25 печатных листов.

Совместно с преподавателями НТУУ «КПИ» издан учебник с грифом Министерства образования Украины объемом 22,5 п.л. «Перетворювальна техника, ч. ІІ». Издано в 2001 году учебное пособие «Ресурсо- и энергосберегающие преобразователи. Часть 1 Источники питания электронной аппаратуры» объемом 3,3 п.л. Находится в стадии издания учебное пособие с грифом Министерства образования Украины «Тягові статичні перетворювачі електрорухомого складу» объемом 15 п.л. Находится в стадии завершения подготовка ученика по курсу «Энергосберегающие преобразователи» объемом 20 п. л.

Энергосберегающие полупроводниковые преобразователи и системы энергосбережения

Руководитель Жемеров Георгий Георгиевич, доктор технических наук, профессор. Члены научной группы: Ильина Н.А., доктор технических наук, профессор, Крылов Д.С., кандидат технических наук, Тугай Д.В., кандидат технических наук, Ильина О.В., магистр, аспирант, Колесник В.Ю., магистр, аспирант

Направления научных исследований - полупроводниковые преобразователи с близким к единице коэффициентом мощности; преобразователи для альтернативных источников энергии; теории мощности и преобразования координат; способы минимизации потерь в системах энергоснабжения с полупроводниковыми преобразователями; системы пуска электрических машин переменного тока с вентильными преобразователями.

Среди результатов работы лаборатории выделяються:

• Разработка и исследование компенсированных управляемых выпрямителей (КУВ), обладающих близким к единице коэффициентом мощности и повышенным КПД. Лаборатория поддерживает патент Украины на КУВ;
• Определение областей применения, характеристик, а также достоинств и недостатков активных управляемых выпрямителей (АУВ) и КУВ в системах несинусоидального инвертирования электроэнергии;
• Разработка новых, основанных на расчете мощности резистивного короткого замыкания и КПД систем энергоснабжения, методов определения эффективности компенсации мгновенной реактивной мощности и пульсаций мгновенной активной мощности путем установки полупроводниковых компенсаторов с накопителями энергии. Популяризация и дальнейшее развитие современных теорий мощности;
• Развитие теории преобразования координат в электротехнике. Обоснование применения предложенного группой модифицированного преобразования Парка при анализе трехфазных неуравновешенных систем электроснабжения;
• Доказательство возможности построения систем пуска асинхронных машин на основе непосредственных преобразователей частоты, разработка гибридных систем пуска с трансформацией непосредственных преобразователей частоты в тиристорные регуляторы напряжения.

Физическая и биомедицинская электроника

Руководитель – Сокол Евгений Иванович, доктор технических наук, профессор, Зам. руководителя – Кипенский Андрей Владимирович, кандидат технических наук, доцент, с.н.с., профессор, заведующий лабораторией биомедицинской электроники, академик АН прикладной радиоэлектроники. Члены научной группы: Афанасьева Н. И., доктор медицинских наук, профессор, профессор, Лесовая М. А., кандидат медицинских наук, доцент, профессор, Бархоткина Т. М., кандидат медицинских наук, доцент, Король Е. И., кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры, Лашин А. А., магистр, инженер 1 категории, Томашевский Р. С., инженер 1 категории, Доценко М. Е., магистр, аспирант, Верещак В. А., магистр, аспирант, Куличенко В. В., магистр, аспирант, Кубышкина Н. И., аспирант, Бизид Лассаад, магистр, аспирант.

Лаборатория занимается разработкой и исследованием физиотерапевтических аппаратов и других изделий медицинской техники с микропроцессорными системами импульсного управления и автоматического регулирования, реализованными на основе теории цифро-импульсных и импульсно-цифровых преобразований.

За последние годы разработаны и внедрены в серийное производство:

на фирме «РАДМИР» ДП АО НИИРИ

• озонатор медицинский ОМ 80/1 с расширенными функциональными возможностями и повышенной точностью параметров озоно-кислородной смеси;
• аппарат для гальванизации и лекарственного электрофореза АНЭТ-50 ГТ, предназначенный для проведения процедур с использованием в лечебных целях постоянного и импульсного электрического тока;

в научно-производственной медико-биологической корпорации «Лазер и Здоровье»

• аппаратный комплекс для хромотерапии «Барва – Колор», предназначенный для лечения и профилактики наиболее распространенных заболеваний человека – кардиологических, неврологических, инфекционных, пульмонологических и т.д.;
• многофункциональный аппаратный комплекс для фототерапии «Барва – Терапевт» предназначенный для использования в гинекологии, урологии, проктологии, в спортивной медицине, а также при лечении целого ряда заболеваний;
• фототерапевтический комплекс для гинекологии «Барва – Гинеколог», предназначенный для лечения и профилактики гинекологических, урологических и проктологических заболеваний;
• фотонный полихромный безультрафиолетовый солярий «Барва – Солярис/ПХ», предназначенный для лечения и профилактики заболеваний, связанных с нарушениями работы иммунной, эндокринной и центральной нервной систем;

в ООО «Рейтинг»:

• регулятор температуры электронный РТЭ 200/1-2.0, предназначенный для регулирования и стабилизации температуры нагревательного элемента в различных устройствах электронагрева, в том числе, в медицинских термостерилизаторах.

В промышленную эксплуатацию и технологический процесс были внедрены:

в ОАО «АО НИИ радиотехнических измерений»

• тиристорный преобразователь с микропроцессорным управлением для регулирования температуры в сухожаровом шкафу ШВ-80, обладающий повышенным коэффициентом мощности;

в ГП ХНИИ гигиены труда и профзаболеваний

• озонатор ГО-5 с микропроцессорной системой управления, предназначенный для барботирования озоно-кислородной смесью физиологического раствора и других жидкостей, а также для использования в дерматологии, пульмонологии и неврологии.

Первоисточник http://users.kpi.kharkov.ua/msh/since/nauk.aspx.htm