Лекція 9. Способи керування ШІП. Оборотні, багатофазні та реверсивні ШІП

Широтний спосіб реалізується при постійній частоті перемикань f_п=1/T_п шляхом зміни співвідношення між тривалістю імпульсу і паузи. Для цього використовується система керування (СК) зі структурною схемою рис. 3.4, а. Вона містить задавальний генератор ЗГ, генератор пилкоподібної напруги ГПН, компаратор КМ, формувач Ф, датчик струму ДС та регулятор Р. Силова схема ШІП наведена на рис. 3.4, а жирними лініями.

Рисунок 3.4 – Широтний спосіб керування ШІП: а – структурна схема; б, в, г – сигнали в усталеному режимі

а б в г

Задавальний генератор виробляє короткі імпульси з частотою перемикань f_п(рис. 3.4, б). Вони запускають у дію генератор пилкоподібної опорної напруги u_оп, яка надходить на один з двох входів компаратора. На другий вхід подається напруга керування u_к, яку виробляє регулятор. Компаратор порівнює ці два сигнали та дає на виході сигнал логічної одиниці при u_оп> u_к (рис. 3.4, г). Цей сигнал через формувач надходить на керований ключ ШІП та утримує його у ввімкненому стані протягом інтервалу t_i. Як бачимо з діаграм на рис. 3.4, в, г, можна змінювати коефіцієнт заповнення t, змінюючи напругу керування u_к, за допомогою регулятора, якщо на його вході є сигнал помилки Dі. Сигналом помилки Dі є різниця між сигналом задання і_з по вихідному струму та фактичним вихідним струмом і_в. Найчастіше використовують регулятор пропорційно-інтегрального (ПІ) типу. Сигнал, пропорційний фактичному струму і_в, надає датчик струму, наприклад, шунт.

Перевага широтного способу полягає в тому, що він реалізується при постійній частоті, а це дає мінімум пульсацій як у навантаженні, так і у джерелі живлення після вхідного фільтра. Недоліком є обмежений діапазон регулювання вихідного струму з тієї причини, що керований ключ не може вимкнутися миттєво, і тому нижня межа коефіцієнта заповнення відрізняється від нуля. Це погіршує плавність регулювання швидкості двигуна та створює ривок на початку руху.

Частотний спосіб полягає у змінюванні частоти ШІМ при постійній тривалості імпульсу вихідної напруги, що приводить до пропорційної зміни коефіцієнта заповнення

. (3.9)

Тим самим усувається недолік широтного способу, який є в обмеженому діапазоні регулювання. Тривалість імпульсу t_і приймається більшою порівняно з мінімально можливою за умовами вимикання керо-ваного ключа. Тоді можна одержати будь-який коефіцієнт заповнення, у цьому випадку дуже малий, шляхом пропорційної зміни частоти.

На рис. 3.5 наведено структурну схему системи керування СК при використанні частотного способу. Сигнал з датчика струму ДС порівнюється з заданням і_з та через регулятор Р впливає на частоту задавального генератора ЗГ. Останній видає імпульси з постійною тривалістю, які після проходження через формувач надходять на керований ключ.

Недоліком частотного регулювання є те, що для одержання малої вихідної напруги потрібна дуже низька частота перемикань f_п. Це утруднює згладжування пульсацій як вихідного, так і вхідного струму. Щоб зменшити потрібний діапазон зміни частоти, частотний спосіб комбінують з широтним. При цьому коефіцієнт заповнення спочатку знижують при постійній частоті ШІМ шляхом зменшення тривалості імпульсу t_і. Коли буде досягнуто мінімально можливе за умовами комутації значення t_і = t_і.min, подальше зниження tреалізується за допомогою зниження частоти f_п. Тим самим зменшується потрібний діапазон частоти, що полегшує роботу силових фільтрів.

<17 18 192021 22 23 >

Дата добавления: 2015-10-13; просмотров: 794;