Формалізований опис елементів напівпровідникових перетворювачів електроенергії на різних рівнях декомпозиції

Анотація

У статті розглянуті принципи математичного опису елементів напівпровідникових перетворювачів електроенергії на прикладі системи частотного керування асинхронним двигуном для визначення її компонентного і структурного складу, а також виконання аналізу процесів логіко-динамічного перетворення інформації при взаємодії між собою всіх підсистем мікропроцесорної системи керування. Показано недоліки і обмеження використовуваних формальних методів опису процесів в системах керування. Визначено правила опису функціональних структур, таких як випрямляч, пасивний фільтр, інвертор, асинхронний двигун, мікроконтролер, на різних рівнях декомпозиції системи керування напівпровідниковим перетворювачем електроенергії. Розроблено структурно-функціональну модель мікропроцесорної системи частотного керування асинхронним двигуном, використання якої дозволило визначити відносини і типи зв'язків між підсистемами керування і візуалізації, а також описати функціональні можливості елементів окремих підсистем і алгоритми обробки сигналів. Перевагою запропонованого в роботі підходу є можливість використання різних рівнів декомпозиції для формалізованого опису підсистем і елементів систем керування напівпровідниковими перетворювачами електроенергії, в тому числі систем частотного керування асинхронними двигунами, що дозволяє виділити найбільш важливі аспекти опису на різних стадіях проектування і аналізу системи. Представлені в явному вигляді позначення елементів моделі і елементів перетворення сигналів залишаються прозорими для розробника, і містять інформацію про призначення елементів системи, вимоги до взаємодії з іншими підсистемами обробки сигналів, та їх функціональні можливості. Використання запропонованого в роботі підходу дає можливість формування математичних моделей напівпровідникових перетворювачів електроенергії та їх систем керування з підвищеним інформаційним змістом, дозволяє виконати аналіз системи шляхом багаторівневої декомпозиції для створення уявлення про її основні властивості, оцінити якість її структури та елементів з позиції загального системного підходу.