Анализ коммутационных процессов в силовой части источника ускоряющего напряжения для электронно-лучевой сварки

Горяшин Н.Н.; Лаптенок В.Д.; Суковатенко С.В.

Решетневские чтения

обработки). В этом случае, если элемент интересующей области попадает на правую границу центрального монолита, то можно принять решение о результате применения морфологической операции для всех элементов на протяжении центрального монолита маски обработки.

Для проведения наилучшей обработки масочного представления выполняется следующие действия. Вначале применяется морфологическая операция сужения с малой маской (2*2 квадратной формы) для отсечения мелких фрагментов. Далее выполняется операция расширения и затем опять операция сужения. После проведения морфологической фильтрации происходит непосредственно выделение автотранспортного средства.

Применение метода, использующего морфологическую фильтрацию, дает довольно неплохие результаты по выделению области движущегося автомобиля. Эффективность данного подхода со-

ставляет 85-90 %. Данный показатель можно увеличить при помощи дополнительной обработки, которая заключается в удалении теней автотранспортных средств, а также в устранении шумов на кадре, полученного с видеокамеры.

Библиографический список

1. Грузман, И. С. Цифровая обработка изображений в информационных системах : учеб. пособие / И. С. Грузман, В. С. Киричук, В. П. Косых и др. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2000.

2. Зотин, А. Г. Морфологическая обработка контурных изображений в системах распознавания текстовых символов / М. Н. Фаворская, А. Г. Зотин, А. Н. Горошкин // Вестник СибГАУ. Вып. 1(14). Красноярск, 2007. С. 70-75.

3. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. М. : Техносфера, 2005.

A. A. Vlasov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

USING OF MORPHOLOGY WORKING OF CONTOUR IDEAS IN TASKS OF DETECTION OF MOVING VEHICLES

The problems of detection of moving vehicles in video sequences are discussed. The method based on morphological filtration is analyzed.

УДК 621.791.72

Н. Н. Горяшин, В. Д. Лаптенок, С. В. Суковатенко

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

АНАЛИЗ КОММУТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В СИЛОВОЙ ЧАСТИ ИСТОЧНИКА УСКОРЯЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ

Рассматривается проблема снижения коммутационных потерь в силовых ключах мощных инверторов.

Важным звеном для обеспечения качественного процесса электронно-лучевой сварки является высокочастотный источник с ускоряющим напряжением до 30 кВ и мощностью 10 кВт. Силовая часть источника может быть построена как мостовой преобразователь напряжения с параллельным резонансным контуром (РК) (рис. 1). При таких мощностях на частотах выше 100 кГц использование классических режимов преобразования с «жесткой» коммутацией силовых ключей практически невозможно из-за высоких динамических потерь. Одним из известных способов преодоления данной проблемы является так называемое «мягкое» переключение силовых транзисторов при нулевом напряжении, где скорость

изменения напряжения сток-исток (коллектор-эмиттер) существенно ниже по сравнению со скоростью переключения полупроводникового ключа.

Данный режим обеспечивается за счет формирующих емкостей С1-С4 (рис. 1) и интервала паузы между включениями пары диагональных транзисторов УТ1-УТ4 и УТ2-УТ3, в течение которой происходит перезаряд конденсаторов от 0 до уровня входного напряжения первичного инвертора UВХ или наоборот. Время перезаряда должно быть больше времени выключения транзисторов для исключения их «жесткой» коммутации, поэтому необходимо точно знать от каких параметров оно зависит.

Информатика и информационно-управляющие системы

Для определения времени перезаряда конденсаторов воспользуемся эквивалентной схемой преобразователя в момент паузы (рис. 2).

Рис. 1. Мостовой преобразователь напряжения с параллельным резонансным контуром и резонансной коммутацией силовых транзисторов

Рис. 2. Эквивалентная схема преобразователя в интервале паузы

В расчетах используем систему относительных единиц:

mCp (t) = UCp(tVUBX >mCo (t) = uCo (tVUBX >

Zo =4 Lp/C P, jL (t) = iL (t)/(UBx/Z0) (1)

J = nIH/UbxI Zo ), F = fs/fo, Y = V F, где IH - ток нагрузки; fS - частота коммутации, f = 1/2n(LPCP)0'5 - собственная частота РК; Z0 - волновое сопротивление РК.

Изменение относительного тока дросселя jL(t) и относительного напряжения mCo на формирующих конденсаторах на фазовой плоскости происходит по эллиптическому закону (рис. 3):

jL (t )7 a1 + (mCo(t) - k )7 b2 = 1, (2)

где

a = 7 (1 - mcp(0))2 CT/ Cp + (j (0))2, b = aCT¡Coy¡CpfCT , k = 1 - (1 -mCp(0)CT/CO ,

CT CoCp/(CO + Cp ) ? CO C1 + C2 + C3 + C4 '

a значения mCp(0) = Jsin^)/cos(y/2), jL(0) = (J - 1)x xtg(y/2) и ф = -arcos(Jsin(9)+cos(y/2)) принимаем из [1].

H

*

1 1 Jl

Рис. 3. Фазовая траектория тока и напряжения на формирующих конденсаторах в течение одного периода коммутации

В интервале паузы напряжение тСо изменяется от значения +1 до -1 по закону:

т Со () = к + (1 " тСр(0)) (СТ / С0 ) • ^К/) --]ь (0)(у1 СР СТ /С0 ) вт^^)

Токв интервале паузы изменяется в соответствии с выражением

. (3)

h (t) =■

1 - mCp (0) .

sin(ffloi?) + j (0) • cos(<I>0i?X (4)

V(СР IСТ )

где ю01 = 1/2л(£РСР) - собственная угловая частота РК в момент паузы.

На основании формул (2), (3), (4) и графика (рис. 3) можно определить время перезаряда формирующих конденсаторов:

Т 1 (аУ 1 - (1 + к)УЪ2 - (1 - к2) /

Т =-агс^(—-^---

Ш0, ' (1 - к)2/л (0)(Ст/Со)2

/

jL (0)(CTj Q)2(Cp/ CT)

(5)

{CJ CT) + jL (0)

При этом должно выполняться условие b - к > 1, иначе напряжение uCo(t) никогда не достигнет и при включении очередной пары транзисторов будут наблюдаться коммутационные потери.

Библиографический список

1. Johnson S, D. Steady-state analysis and design of the parallel resonant converter / S. D. Johnson, R. W. Erickson // IEEE Power Electronics Specialists Conference. 1986. P. 154-165.

N. N. Goryashin, V. D. Laptenok, S. V. Sukovatenko Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

THE ANALYSIS OF SWITCHING PROCESSES IN THE POWER PART OF THE ACCELERATING POWER SUPPLY FOR ELECTRON-BEAM WELDING

The problem of decrease in switching losses in power keys ofpowerful converters is considered.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Горяшин Н. Н., Лаптенок В. Д., Суковатенко С. В.

THE ANALYSIS OF SWITCHING PROCESSES IN THE POWER PART OF THE ACCELERATING POWER SUPPLY FOR ELECTRON-BEAM WELDING

Текст научной работы на тему «Анализ коммутационных процессов в силовой части источника ускоряющего напряжения для электронно-лучевой сварки»