Приводы с ТЭД

Принципиальная схема управления приводом с ТЭД, реализующая рекуперативное торможение, приведена на рисунке 6.2.

-

Рис. 6.2. Принципиальная схема управления электроприводом

постоянного тока

Регулирование частоты вращения с ТЭД осуществляется путем изменения напряжения на его якоре. Система регулирования включает два транзистора или специальных электронных переключателя. Каждый транзистор шунтируется мощным диодом, чтобы обеспечить циркуляцию реактивной составляющей тока и избежать значительного обратного напряжения на транзисторе. Диод замыкает цепь для тока якоря, когда транзистор выключен. Транзистор VT₁ работает как электронный ключ и регулирует среднее напряжение на якоре. Скорость ТЭД пропорциональна этому напряжению. Когда транзистор VT₁ включён, ток от ТАБ проходит через ТЭД. Когда VT₁, выключен, ток ТЭД замыкается через диод VД₂. ТЭД создает тягу только тогда, когда транзистор включен. Среднее значение постоянного тока пропорционально времени рабочего периода нагрузочного цикла, равного отношению времени включенного состояния VT₁ к полному времени цикла (время включенного состояния плюс время выключенного состояния). Частота вращения ТЭД пропорциональна напряжению на якоре.

В режиме рекуперативного торможения VT₁ выключен. ТЭД работает в режиме генератора постоянного тока, причём ток через диод VД₁ замыкается на клемы ТАБ. Зарядный ток регулируется транзистором VT₂. Когда VT₂ выключен, энергия на ТЭД поступает от ТАБ. Интенсивность заряда и тормозного эффекта может изменяться при помощи регулирования нагрузочного цикла транзистора VT₂.

Усложнённая схема двойного тиристорного ключа для компаундного ТЭД приведена на рисунке 6.3. Она использована на одной из моделей электромобиля-фургона.

Рис. 6.3. Схема двойного тиристорного ключа для компаундного ТЭД

На рисунке 6.3 показаны цепи управления ТЭД, а также в виде блок-схемы концепция управления электромобилем. В качестве тягового используется компаундный ТЭД с сериесной обмоткой возбуждения малого сопротивления и обмотками полюсов большого сопротивления. Сериесные обмотки соединены последовательно с обмоткой якоря, тогда как обмотки большого сопротивления имеют независимое питание. Напряжение и ток якоря регулируются при помощи тиристорного ключа, который в данном случае выполнен в виде тиристорного моста с принудительным управлением. Включение и отключение тиристора VT₁ регулирует ток якоря в тяговом режиме. Выключение и отключение тиристора VT₂ регулирует ток якоря в режиме рекуперативного торможения. Эти тиристоры коммутируются посредством разряда индуктивно-ёмкостной цепи LC через вспомогательные тиристоры V_s1, и V_s2. Диоды VД₁ и VД₂ включённые параллельно тиристорам VT₁ и VT₂, создают цепь для реактивного типа ТЭД и ограничивают величину обратного напряжения. Эта цепь может быть упрощена путём замены тиристоров специальными сильноточными ключами.

Ток независимой обмотки возбуждения регулируется транзистором VT_C, также работающим в режиме ключа. Применение компаундного ТЭД с двумя ключами обеспечивает лучшее регулирование скорости и момента ТЭД.

Из рисунка 6.3 также следует концепция управления электромобилем. Ток ТЭД и ток независимой обмотки возбуждения, как и скорость электромобиля изменяются под контролем водителя. Сигнал на изменение скорости с учетом сигнала контрольной катушки (F/v) и установленной водителям позиции педали акселератора воздействует на регулятор скорости. Сигнал регулятора скорости сопоставляется с током ТЭД, а регулирующий сигнал воздействует на регулятор тока ТЭД. Выходной сигнал регулятора преобразуется в импульсы, которые определяют момент включения тиристоров. Вторая управляющая цепь формируется для регулирования тока возбуждения независимой обмотки.

Ток ТЭД через выходной сигнал регулятора тока и сигнал действительного значения тока возбуждения сопоставляются и результирующий сигнал управляет током независимой обмотки возбуждения.