Характеристика управления ИМ при двухполярном опорном

Напряжении

Временная диаграмма преобразования сигнала u_у в скважность γ показана на рис. 3.5.

Рис. 3.5

Запишем первое уравнение Кирхгофа для узла а компаратора (Рис. 3.2):

(3.6)

В момент равенства u_у = u_тр компаратор меняет свое состояние и начинается формирование открывающего импульса длительностью t₀. Для треугольного напряжения на основании рис.3.5 можно записать:

, (3.7)

где T_к – период коммутации ПИУ.

Для момента равенства

u_тр = u_у (3.8)

время t₁:

. (3.9)

Подставив в (3.8) выражение (3.7) и заменив в нем t выражением (3.9) , получим:

. (3.10)

Так как t₀ + t₂ = T_к, то подставив в (3.10) t₂ = T_к - t₀, получим

,(3.11)

где .

Из (3.11) выразим γ

. (3.12)

Последнее выражение представляет собой характеристику управления ИМ при двухполярном опорном напряжении. Графиком является прямая линия, смещенная по оси γ на величину равную γ_нач = 0,5 (Рис. 3.6.).

Рис. 3.6 График характеристики управлдения ИМ при

двухполярном опорном напряжении

3.3. Электрические цепи систем электропривода «ПИУ-ДПТ»

В нереверсивных системах электропривода «ПИУ-ДПТ» используются одноключевой (последовательный) и полумостовой ПИУ.

Вентильный коммутатор одноключевого ПИУ (Рис. 3.7) состоит из транзистора VT1 и диода VD1.

Рис. 3.7 Функциональная схема силовой цепи одноключевого ПИУ

с питанием от напряжения сети

Вентильный коммутатор полумостового ПИУ (Рис.3.8) состоит из двух преобразователей: последовательного (понижающего) VT1 и VD1, и параллельного (повышающего) VT2 и VD2.

Рис. 3.8 Функциональная схема силовой цепи полумостового ПИУ

с питанием от напряжения сети

Однонаправленная проводимость транзистора VT1 не позволяет изменить напряжение потребляемого тока в цепи якоря и, следовательно, скорости двигателя без переключений в цепи якоря или в цепи обмотки возбуждения (на схеме не указана).

В реверсивном электроприводе используется мостовой ПИУ (Рис. 3.9). Вентильный коммутатор мостового ПИУ состоит из двух полумостовых ПИУ: VT1, VT2, VD1, VD2 и VT3, VT4, VD3, VD4.

В системах электропривода «ПИУ-ДПТ» для получения постоянного напряжения при питании от сети переменного тока используются однофазные или трехфазные неуправляемые выпрямители. Для снижения переменной составляющей выпрямленного напряжения между первичным преобразователем энергии – выпрямителем и вторичным преобразователем - «ПИУ» устанавливается сглаживающий фильтр. В качестве сглаживающих фильтров в двухзвенных преобразователях энергии для электропривода используются емкостные и индуктивно-емкостные фильтры.

Выпрямитель с фильтром должны обеспечить требуемые значения напряжения U_ип и тока I_ип цепи постоянного тока достаточные для работы электродвигателя М во всех режимах работы электропривода.

Системы электропривода с однофазным выпрямителем подключаются к напряжению электрической сети через коммутационный реактор без трансформатора, т.к. согласования номинальных напряжений двигателя и сети не требуется.

Трехфазный мостовой выпрямитель к сети может подключаться через коммутационные реакторы или через согласующий трансформатор. Для уменьшения стоимости системы электропривода целесообразно использовать двигатели с таким номинальным напряжением, которые не требуют применения согласующего трансформатора.

В якорную цепь двигателя при необходимости сглаживания пульсаций якорного тока включается сглаживающий дроссель.

3.4. Эквивалентная электрическая схема силовой электрической цепи системы электропривода «ПИУ-ДПТ»

Силовая электрическая цепь системы электропривода «ПИУ-ДПТ»» для РНТ может быть представлена обобщенной эквивалентной электрической схемой, приведенной на рис. 3.10.

Падение напряжения на транзисторах принимается не зависящим от тока и заменяется в схеме ЭДС - ∆U_m.

Коэффициент l показывает число транзисторов, участвующих в проведении тока якоря. Для одноключевого и полумостового ПИУ l = 1, для мостового – 2.

При указанных на рис.3.10 направлениях ЭДС и тока запишем второе уравнение Кирхгофа

,

или

.

Обозначив индуктивность силовой цепи , а активное сопротивление , получим

или

, (3.13)

где - ЭДС самоиндукции.

Уравнение (3.13) представляет собой уравнение электрического равновесия силовой цепи системы электропривода «ПИУ-ДПТ» в режиме непрерывного тока для мгновенных значений переменных.