Главная » 2014 » Август » 8 » Скачать Повышение эффективности радиопередающих систем методами динамического регулирования несущей. Брусенцов, Кирилл Аркадьевич бесплатно
5:10 AM
Скачать Повышение эффективности радиопередающих систем методами динамического регулирования несущей. Брусенцов, Кирилл Аркадьевич бесплатно
Повышение эффективности радиопередающих систем методами динамического регулирования несущей
Диссертация
Автор: Брусенцов, Кирилл Аркадьевич
Название: Повышение эффективности радиопередающих систем методами динамического регулирования несущей
Справка: Брусенцов, Кирилл Аркадьевич. Повышение эффективности радиопередающих систем методами динамического регулирования несущей : диссертация кандидата технических наук : 05.12.17 Санкт-Петербург, 2000 187 c. : 61 00-5/2738-1
Объем: 187 стр.
Информация: Санкт-Петербург, 2000
Содержание:
Глава 1 Особенности реализации и параметры AM радиопередающих систем в режиме динамического регулирования несущей
11 Проблема перевода ДМ вещательных радиопередатчиков в энергосберегающие режимы и особенности реализации режима динамического регулирования несущей
12 Состав и классификация параметров радиопередающих систем в режиме динамического регулирования несущей
13 Параметры электропитания радиопередающих систем с ДРН
131 Коэффициент мощности и потребляемая реактивная мощность в обычном режиме работы передатчика
132 Коэффициент мощности и потребляемая реактивная мощность в режиме ДРН
133 Высшие гармонические составляющие, генерируемые в сеть электропитания анодными выпрямителями
14 Структура и особенности функционирования АМ-радиопередающих систем в режиме динамического регулир'ования несущей Результаты и выводы
Глава 2 Методы оценки эффективности и качества AM-передатчиков в режиме динамического регулирования несущей
21 Критерии эффективности АМ-передатчиков в энергосберегающем режиме ДРН
22 Исследование влияния локальных критериев качества на критерий энергопотребления АМ-передатчиков в режиме ДРН
23 Многокритериальная модель и векторный критерий эффективности АМ-передатчиков в режиме ДРН
24 Критерии окончательного выбора оптимального алгоритма реализации режима ДРН
25 Методике! анализа и оценки качества радиопередающих систем в режиме ДРН
26 Методики анализа и оценки качества сети электропитания при внедрении режима ДРН
261 Методика оценки потребляемой реактивной мощности передатчиком с регулируемым тиристорным выпрямителем
262 Методики анализа и оценки коэффициента искажения кривой напряжения сети электропитания при внедрении режима ДРН
263 Экспериментальное определение влияния режима ДРН на качество электроэнергии Результаты и выводы
Глава 3 Принципы и основные методы проектирования аппаратуры динамического регулирования несущей
31 Структура аппаратуры динамического регулирования несущей
32 Понятия и параметры статических характеристик управления в задаче ДРН
33 Парам?;тры динамической характеристики управления
34 Разработка алгоритмов реализации режима ДРН и оценка условий их применимости для реконструкции передатчиков
35 Разработка и реализация аппаратуры ДРН
351 Структурная схема аппаратуры ДРН
352 Функциональные схемы основных узлов аппаратуры ДРН
353 Описание встроенного программного обеспечения Результаты и выводы
Глава 4 Методика перевода АМ-передатчиков в режим динамического регулирования несущей
41 Анализ схемно-конструктивных особенностей реконструируемого передатчика и определения состава дополнительного оборудования
42 Предварительный выбор параметров блока управления ДРН и сопряжение передатчика с аппаратурой ДРН
43 Использование метода экспертных оценок качества
44 Выбор эффективного варианта реализации ДРН и обеспечение качества АМ-передатчика (на примере передатчика «Шторм») Результаты и выводы
Введение:
Актуальность темы. Внедрение энергосберегающих технологий является важнейшим условием развития сверхмощных и мощных стационарных радиовещательных передатчиков.Оплата потребляемой электроэнергии представляет собой основную статью затрат при эксплуатации мощных стационарных радиовещательных передатчиков. В связи с этим разработка и внедрение вариантов энергосбереганэщих технологии, особенно в условиях перехода к рыночной экономике и существенного подорожания энергоносителей в России и странах СНГ, приобретает все большее значение.Энергосберегающие технологии охватывают все этапы жизненного цикла передатчиков и направлены на уменьшение энергопотребления их основных составляющих.Для AM - передатчиков такие технологии, обеспечивающие уменьшение их энергопотребления, включают [29, 35, 47, 48 ] • повышение промышленного КПД передатчика; • повышение электронного КПД усилительных приборов вьюокочастотного и низкочастотного трактов передатчика; в применение способов AM с повышенным КПД; • совершенствование усилительных приборов, в частности генераторных и модуляторных ламп.Большая часть потребляемой мощности расходуется на питание активных элементов каскадов высокочастотного и низкочастотного трактов передатчика. На долю остальных потребителей энергии приходится 5 10% потребляемой мощности. Для повышения промышленного КПД - уменьшают мощность, потребляемую активными элементами радиочастотного тракта; - увеличивают коэффициент усиления мощности оконечного и всех предшествующих каскадов усиления мощности тракта радиочастоты; - уменьшают мощность, потребляемую каскадами НЧ тракта передатчика.Для повышения промышленного КПД в оконечных каскадах применяют бигармонический режим, что позволяет поднять электронный КПД лампы.Увеличение КПД модулятора достигается в схемах с модуляцией по методу преобразования ШИМ - AM.Другой путь повышения промышленного КПД радиопередатчиков состоит в отказе от модуляции на анод и применении специальных высокоэффективных схем сеточной модуляции. В этом случае резко уменьшается выходная, а, следовательно, и потребляемая НЧ трактом мощность. Примером высокоэффективной сеточной модуляции может служить предложенная и применяющаяся в странах бывшего СССР автоанодная модуляция.Рядом зарубежных фирм разработаны новые варианты схемы Догерти.В схеме Догерти используется сеточная амплитудная модуляция, что позволяет резко снизить мощность модулятора по сравнению с анодной модуляцией и уменьшить габариты передатчика.Мировой опыт внедрения энергосберегающих технологий на AM радиовещательных передатчиках показывает [80], что существенная экономия потребляемой электроэнергии может быть получена путем использования технологии динамического регулирования несущей (ДРН), при которой достигается уменьшение ее амплитуды, а следовательно и потребляемой мощности. Эта идея первоначально была высказана еще в ЗО-годах. В настоящее время в развитых странах многие вещательные АМпередатчики функционируют в режиме ДРН. В России и в странах бывшего СЭВ имеется значительный парк AM передатчиков типа РВ-100, ПДСВ-150, ПДСВ-1000 и аналогичных им по структуре, мощность которых достигает сотен и даже тысяч киловатт (сверхмощные радиопередатчики). В ряд этих передатчиков внедрен или внедряется в настоящее время режим ДРН. Особенности построения, техническое состояние передатчиков, экономическое положение эксплуатирующей организации приводят к разным вариантам реализации режима ДРН, обладающим разной эффективностью. Вопросы реализации технологии ДРН привели к постановке задач, решаемых в настоящей диссертации.В настоящее время существует заметный разрыв между важностью проблемы перевода передатчиков на технологию ДРН и уровнем решения связанных с этим научно-технических, экономических и организационных задач. Многие отечественные стационарные АМ-радиовещательные передатчики с модуляторами класса В не оснащены техническими средствами (ТС) ДРН. Причинами этого, наряду с недостатком финансовых средств, являются Ш недостаточная проработка методов и технологий перехода в режимы ДРН с учетом значительного морального и физического износа эксплуатируемых отечественных передатчиков; а недостаточный анализ эффективности и качества работы передатчиков в режиме ДРН; и отставание от ведущих фирм в области разработки и применения современных ТС. Указанные обстоятельства обусловили необходимость формулирования задач и проведения комплекса работ, в рамках которых выполнено настоящее диссертационное исследование.Работы проводились по следующим основным направлениям: в анализ особенностей реализации и параметров радиопередающих систем в режиме ДРН; И разработка оценки эффективности различных способов реализации режима ДРН; 13 разработка методов оценки качества функционирования аппаратуры в режиме ДРН; в разработка методов проектирования ТС ДРН; в разработка эффективной технологии перевода радиопередатчиков в режим ДРН. Проблемы эффективности и качества вещательных AM передатчиков рассмотрены в работах СИ. Евтянова, Н.Н. Ильиной, В.В. Шахгильдяна, Г.А. Зейтленка, Ю.Б. Несвижского и др. Вместе с тем известные из радиотехники и радиоэлектроники результаты не распространены в достаточной степени на задачи реализации режима ДРН, оценки его энергетических показателей, показателей качества и влияния на параметры сети электропитания. В работе предпринята попытка восполнить этот пробел. Это вызвало необходимость выполнения анализа нayчнo-тexничec^:oй литературы, проведения экспериментов и уточнения состава параметров, характеризующих режим ДРН, а также факторов, влияющих на его эффективность.Актуальность настоящей работы обусловлена большим народнохозяйственным значением внедрения энергосберегающих технологий в системы радиовещания. Предлагается существенно снизить энергопотребление на модернизируемых передатчиках методами динамического регулирования несущей при минимальных затратах на оборудование и монтажные работы. Работа выполнялась как составная часть программы работ по техническому перевооружению сети радиовещания России.Цель и задачи работы. Целью настоящей диссертационной работы является разработка для энергосберегающих режимов динамического регулирования несущей единого методологического подхода к повышению эффективности радиопередающих систем, включающего анализ параметров и показателей качества, разработку алгоритмов и технических средств ДРН и методик перевода радиопередатчиков в этот режим.Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие задачи: • разработка методики оценки эффективности радиопередающих систем в энергосберегающем режиме ДРН; н анализ особенностей структуры и параметров радиопередающих систем в режиме ДРН и разработка методики оценки качества этих систем; и разработка алгоритмов реализации режима ДРН; ш разработка методики проектирования аппаратно-программных средств блока управления ДРН; и разработка методик перевода радиопередатчиков в режим ДРН. Методы исследования. При выполнении исследований использовались методы теории исследования операций, теории управления качеством, теории систем, известные из радиотехники методы анализа и синтеза радиопередающих систем, а также стендовые и натурные испытания AM передатчиков в режиме ДРН. Научная новизна. В диссертации получены следующие новые научно-технические результаты: 1) обоснованы невозможность оценки эффективности АМпередатчика в ревжиме ДРН одной скалярной функцией - критерием энергосбережения и необходимость многокритериальной оценки на множестве показателей качества; II 2) предложена многокритериальная модель и методика векторной оценки эффективности и качества радиопередающих систем в режиме ДРН; 3) предложены статические характеристики управления ДРН и реализующие их четыре вида алгоритмов, обеспечивающие выполнение различных комбинаций требований к энергопотреблению и показателям качества передатчика.4) методика проектирования аппаратно-программных средств блока управления ДРН, обеспечивающая гибкую реализацию различных вариантов алгоритмов статической характеристики управления при сохранении необходимого уровня качества передачи.Практическая ценность работы. Разработанные методы, алгоритмы и технические средства позволили реализовать в реальных условиях эксплуатации энергосберегающую технологию ДРН, снизить энергопотребление AM передатчиков, добиться высоких показателей эффективности и качества передачи. Впервые предложено обоснованно решать вопросы доработки и установки дополнительной аппаратуры при внедрении режима ДРН, с учетом типа и состояния передатчика, переводимого в режим ДРН, а также экономических ограничений.Выполнение этих работ создало основу для массового внедрения энергосберегающей технологии ДРН в отечественные вещательные передатчики с минимальными затратами и с реальной экономией электроэнергии 20-25%.Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы на мощном (1250 кВт) коротковолновом радиовещательном передатчике РВ-100 (экспериментальные исследования, опытная эксплуатация и сертификационные исследования); на 2-х мощных (500 кВт) средневолновых радиовещательных передатчиках типа "Тайфун" (Республика Казахстан, постоянная эксплуатация); на средневолновом передатчике средней мощности (150 кВт) типа "Шторм-С" (Республика Латвия, постоянная эксплуатация).Положения, выносимые на защиту: 1. Многокритериальная модель, сформированная на основе выбранных показателей качества, учитывает специфику функционирования АМ-передатчика в режиме ДРН, позволяет адекватно как выразить смысловое содержание понятие "эффективность", так и получить необходимые количественные оценки. В известной применительно к АМ-передатчикам литературе понятие "эффективность" или носило качественный характер, или сводилось к КПД, экономии и другим единичным показателям.2. Методика векторной оценки эффективности и качества AM передатчиков в режиме ДРН позволяют учесть множество показателей качества и осуществить выбор оптимальных вариантов реализации.Точность полученных векторных оценок обеспечивается достаточным количеством инструментальных средств и достаточным объемом экспериментальных данных.3. Разработанные аппаратно-программные средства блока управления ДРН обеспечивают внедрение различных вариантов алгоритмов реализации режима ДРН при сохранении необходимого уровня показателей качества.4. Внедрение разработанных методик перевода АМ-передатчиков в режим ДРН - анализа схемно-конструктивных особенностей реконструируемого передатчика, определения состава и характеристик дополнительной аппаратуры, сопряжения средств ДРН с аппаратурой передатчика, приводит к реальному уменьшению энергопотребления до 20 25% при сохранении необходимых значений показателей качества.5. Эффективная реализация режима ДРН достигается возможностью ввода и изменения основных параметров статической и динамической характеристик без остановки штатного процесса вещания.
