Tyrimų rezultatai

    Elektros energijos keitiklių mokslo grupė vykdo mokslinius tyrimus ir veda studijas studentams, magistrantams ir doktorantams atsinaujinančių šaltinių elektros energijos konversijos technologijų srityje.

    Puslaidininkinių elektros keitiklių procesų tyrimo srityje ištirtos aukšto dažnio įtampos-srovės galios keitiklių funkcijos moderniuose elektrotechnologijos įrenginiuose: kieto kūno lazerių kaupinimo, apšvietimo ir švitinimo įrenginiuose su dujinio išlydžio didelio intensyvumo optinio spinduliavimo šaltiniais, stabilizuotos srovės elektros energijos tiekimo sistemose. Sudaryta įtampos-srovės galios keitiklių [ĮSGK] sukūrimo koncepcija ir metodika. Čia suformuoti ĮSGK schemų veikimo principo algoritmai, inverterių elektromagnetinių procesų vyksmo patikrinimo principai, sudarytos inverterių energinės grandinės parengtinio tyrimo metodikos harmoninių dedamųjų pagrindinės harmonikos ir idealizuoto harmoninio spektro metodais.
    Naudojant šią metodiką sudaryti rezonansinių inverterių pagrindinių schemų parengtinio tyrimo algoritmai ir gauti tyrimo rezultatai, ĮSGK scheminiai sprendimai, iš kurių pagrindiniai yra įtampų rezonanso lygiagretus pusės tilto faze reguliuojamas ir su impulso pločio moduliacija IPM inverteriai, įtampų rezonanso lygiagretus tiltinis IPM inverteris, srovės rezonanso tiltinis IPM inverteris. Sudaryti daugiafazių inverterių scheminiai sprendimai: įtampų rezonanso lygiagretusis, pusės tilto keturfazis ir trifazis IPM inverteriai. ĮSGK elektromagnetinių procesų tyrimo srityje sudaryti kompozicinio faze reguliuojamo inverterio struktūrinio matematinio modeliavimo metodika, kurioje pateikti struktūrinio matematinio modelio algoritmas, lygčių sprendimo ir matematinio modelio elementų struktūros. Sudaryta tokio inverterio charakteristikų tyrimo metodika, atliktas reguliavimo dėsnių tyrimas. Gauti tyrimo rezultatai, sudaryta inžinierinė skaičiavimo metodika.
    Sudaryti ĮSGK energinių charakteristikų sudarymo integraliniu metodu pagrindai. Čia panaudota redukuotosios reaktyviosios galios koncepcija. Išryškinta redukuotosios reaktyviosios galios dėsningumų praktinio pritaikymo aspektai. Sudaryta pilnutinės galios dedamųjų ir energinių faktorių skaičiavimo metodika. Išnagrinėti ĮSGK automatinio reguliavimo sistemos [ARS] stabilumo tyrimo metodai bei ĮSGK sistemų efektyvumo įvertinimas apibendrintojo kriterijaus metodu. Šie atlikti darbai susisteminti ir pateikti monografijoje /P.Balčiūnas. Aukšto dažnio įtampos-srovės galios keitiklių teorijos sintezė. Kaunas, "Technologija" 1994. 271p/.

    Atsinaujinančių šaltinių elektros energijos konversijos procesų tyrimo srityje sprendžiamos integruotųjų į energijos sistemos elektros tinklą AEŠ elektros jėgainių efektyvaus panaudojimo problemos. Šių aktualių problemų sprendimas Lietuvoje yra tik pradinėje stadijoje. AEŠ elektros jėgainių panaudojimą riboja Lietuvos sąlygoms įvertintos moksliškai pagrįstos apibendrinančios informacijos ir praktinio patyrimo nebuvimas. Todėl sprendžiame problemas, kaip efektyviai ir optimaliai išnaudoti nedidelės galios Saulės ir vėjo elektros jėgainėse [SVEJ] plačiose ribose kintančių parametrų elektros energiją integruotoje energijos sistemoje. Tiriamos galimybės sudaryti unifikuotas energinės elektronikos modulių struktūras, sprendžiamos SVEJ suderinamumo problemos su konkrečios vietovės 380/220V elektros tinklo parametrais, kuriama SVEJ struktūros elementų optimalaus suderinamumo koncepcija. Šios problemos sprendžiamos panaudojant žinomų Europos šios srities centrų patyrimą (CREST – Anglijoje, Loughborough University doktoranto G.Petrausko stažuotė). Šioje srityje ruošiamos dvi technikos mokslų daktaro disertacijos (G.Petrausko "Nuolatinės-kintamos srovės galios keitiklių adaptyviųjų režimų tyrimas" ir V.Adomavičiaus "Hibridinių integruotųjų Saulės ir vėjo jėgainių elektros energijos konversijos procesų tyrimas". Moksl. vadovas habil. dr. prof. P.Balčiūnas. Vykdomus tyrimo darbus dabar finansuoja universiteto mokslo fondas. Jie įrašyti ir 1999-2003m. LMSF remiamoje programoje "Saulės energijos konversija ir naudojimas", ir tarptautinėje UNESCO remiamoje programoje "Lithuanian Regional Solar Program and introducing them into World Solar Program" 1998-2005 m.

    Lietuvos Saulės energijos išteklių tyrimo srityje, kartu su hidrometeorologijos tarnyba (LHMT), vykdomi tyrimai LMSF remiamoje mokslinėje programoje "Saulės ir kiti atsinaujinantys šaltiniai žemės ūkiui" 1996-1999m. Čia padaryti Saulės spinduliavimo duomenų analitinis tyrimas ir įvertinimas, ištirti Saulės spindulinės energijos ir spindėjimo trukmės koreliaciniai ryšiai ir dėsningumai, pilnutinės ir tiesioginės spindulinės energijos koreliaciniai ryšiai ir dėsningumai, sukurta Lietuvos regionų Saulės energijos išteklių įvertinimo metodika, sukurtas Saulės energijos išteklių tyrimo kompiuterizuotas monitoringo postas. Šio tiriamojo darbo rezultatus planuojama panaudoti Saulės energijos monitoringo sistemos tinklo sukūrimui Lietuvoje. Darbų projektas pateikiamas UNESCO remiamajai programai "Lithuanian Regional Solar Program and introducing them into World Solar Program" 1998-2005 m.

Kiti vykdyti ir vykdomi projektai

    Apšvietimo ir švitinimo įrenginių su dujinio išlydžio optinio spinduliavimo šaltiniais srityje yra paruoštos dvi technikos mokslų daktaro disertacijos (P.Balčiūno "Aukšto dažnio tiristorinis keitiklis liuminescenciniam apšvietimui" ir R.Masiulio "Aukšto dažnio rezonansiniai inverteriai apšvietimo įrenginiams"). Sukurtos originalios aukšto dažnio stabilizuotos srovės apšvietimo įrenginių sistemos, kurios užpatentuotos JAV, Vokietijoje, Anglijoje, Švedijoje, Kanadoje. (Patentai: Sverige patent Nr.8200747, UD patent Nr.4.441.055, FBI Nr.FI-2522915-BI, UK patent GB Nr.2090486,Canadian patent Nr.1192605, Deutschland patent Nr.3152029). Pagaminti ir išbandyti šių sistemų 20kW ir 120kW galios eksperimentiniai pavyzdžiai.

    Kieto kūno lazerių YAG: Nd kaupinimo keitiklių srityje yra sukurtas 380/220V 7kVA lazerių kaupinimo keitiklis su tarpine aukšto dažnio grandimi. Jis panaudota sukurtame kartu su Vilniaus universiteto [VU] kvantinės elektronikos katedra, lazeriniame skalpelyje-koaguliatoriuje MEDULA – 3(4). Šis prietaisas buvo gaminamas Lietuvoje smulkiomis serijomis ir naudojamas Lietuvos ir užsienio klinikose.