Celem rozprawy było zbadanie możliwości zmniejszenia łączeniowych i całkowitych strat mocy w procesie przekształcania energii elektrycznej za pomocą falowników biegunowych, pracujących przy wysokiej częstotliwości łączeniowej i miękkim przełączaniu (komutacji). Intencją autora było również uzyskanie odpowiedzi na pytanie, czy zastąpienie dotychczasowych urządzeń nowymi przyniesie wymierne efekty techniczne i ekonomiczne.
Przedmiot badań stanowiły straty mocy w falownikach biegunowych o komutacji miękkiej i straty mocy w klasycznym falowniku o komutacji twardej (HSI) oraz ilościowe porównanie tych strat przy różnych topologiach i algorytmach sterowania falownikami biegunowymi. Na potrzeby badań poddano analizie procesy komutacyjne, wyznaczano straty energii w procesie miękkiej i twardej komutacji zaworów, opracowano metody optymalizacji i projektowania elementów rezonansowych, wyznaczono zależności analityczne opisujące straty mocy w falownikach biegunowych i w falowniku o komutacji twardej, porównano straty mocy, sprawność oraz przebiegi wyjściowe falowników o komutacji miękkiej i twardej. Prace badawcze zrealizowano za pomocą obliczeń teoretycznych (Mathcad), symulacji (PSpice) i weryfikacji eksperymentalnej wybranych falowników. Uzyskane wyniki porównano z opublikowanymi wynikami badań innych autorów.

Spis treści:

Streszczenie
Wykaz ważniejszych oznaczeń
Wstęp

1. Przegląd przekształtników rezonansowych
1.1. Przekształtniki prądu przemiennego na prąd przemienny
1.2. Przekształtniki o komutacji miękkiej
1.2.1. Falowniki biegunowe
1.2.2. Falowniki z rezonansowym obwodem pośredniczącym napięcia lub prądu stałego
1.2.3. Falowniki z obciążeniem rezonansowym

2. Straty mocy przy komutacji twardej i miękkiej
2.1. Straty mocy w falowniku o komutacji twardej
2.1.1. Straty mocy w stanie przewodzenia
2.1.2. Straty mocy w procesie komutacji
2.2. Straty mocy w zaworach przy komutacji miękkiej
2.2.1. Właściwości miękkiej komutacji
2.2.2. Pojęcie bieguna rezonansowego i cykle jego pracy
2.2.3. Podstawowe założenia w procesie komutacji
2.2.4. Modele i straty mocy przy komutacji miękkiej
2.2.5. Porównanie modeli do wyznaczania strat mocy w tranzystorach
2.3. Weryfikacja obliczeń i symulacji
2.4. Podsumowanie

3. Analiza pracy i strat mocy w biegunowych falownikach napięcia
3.1. Rezonansowe falowniki biegunowe
3.1.1. Ograniczenia i warunki do zapewnienia miękkiej komutacji
3.1.2. Analiza pracy falownika
3.1.3. Straty mocy w rezonansowym falowniku biegunowym
3.1.4. Optymalizacja elementów rezonansowych falownika
3.1.5. Porównanie strat mocy w rezonansowym falowniku biegunowym ze stratami mocy w falowniku o komutacji twardej
3.1.6. Podsumowanie
3.2. Falownik biegunowy z diodami pomocniczymi
3.2.1. Analiza pracy falownika
3.2.2. Ograniczenia i warunki do zapewnienia miękkiej komutacji
3.2.3. Projektowanie elementów rezonansowych i odciążających
3.2.4. Straty mocy w falowniku biegunowym z diodami pomocniczymi
3.2.5. Porównanie strat mocy w falowniku biegunowym z diodami pomocniczymi ze stratami mocy w falowniku o komutacji twardej
3.2.6. Podsumowanie
3.3. Falownik biegunowy z pomocniczym fazowym obwodem rezonansowym
3.3.1. Obwód podstawowy falownika
3.3.2. Procesy komutacji w falowniku z Pomocniczym fazowym obwodem rezonansowym
3.3.3. Projektowanie elementów obwodu rezonansowego
3.3.4. Straty mocy w falowniku biegunowym z pomocniczym fazowym obwodem rezonansowym
3.3.5. Porównanie strat mocy w falowniku biegunowym z pomocni
czym fazowym obwodem rezonansowym ze stratami  mocy w falowniku o komutacji twardej
3.3.6. Łączeniowe straty energii z uwzględnieniem indukcyjności doprowadzeń
3.3.7. Weryfikacja eksperymentalna strat w procesie wyłączania
3.3.8. Podsumowanie
3.4. Falownik biegunowy o komutacji centralnej
3.4.1. Analiza pracy obwodu komutacji
3.4.2. Straty mocy w falowniku biegunowym o komutacji centralnej
3.4.3. Porównanie strat mocy w falowniku o komutacji centralnej ze stratami mocy w falowniku o komutacji twardej
3.4.4. Podsumowanie
3.5. Falownik biegunowy z tranzystorami pomocniczymi
3.5.1. Zasada działania falownika
3.5.2. Analiza pracy falownika biegunowego z tranzystorami pomocniczymi
3.5.3. Projektowanie elementów obwodu rezonansowego
3.5.4. Porównanie strat mocy w falowniku biegunowym z tranzystorami pomocniczymi ze stratami mocy w falowniku o komutacji twardej
3.5.5. Podsumowanie

4. Ocena porównawcza falowników
4.1. Podstawowe kryteria oceny
4.2. Moc wyjściowa i sprawność energetyczna
4.3. Odkształcenie przebiegów wyjściowych
4.4. Porównanie podstawowych parametrów falowników

Podsumowanie
Literatura
Summary