Электромеханические и механические характеристики

Временные диаграммы работы при симметричной коммутации представлены на рис. 3.19.

Рис. 3.19 Временные диаграммы электрических переменных

системы мостовой ПШИУ-ДПТс симметричной коммутацией

При симметричной коммутации открывающие импульсы подаются в противофазе на пары транзисторов VT1, VT4 и VT2, VT3 («мертвое» время не указано). Ток в схеме при такой коммутации может быть как однополярным, так и двухполярным.

При подаче открывающих импульсов на базу транзисторов VT1 и VT4 на интервале 0 ≤ t < t₀ они открываются и двигатель подключается к источнику питания U_ип. Второе уравнение Кирхгофа для этого интервала

.

В момент времени t = t₀ открывающие импульсы снимаются с VT1 и VT4 и подаются на VT2 и VT3. Для интервала t₀ ≤ t < T_к справедливо уравнение

.

Транзисторы VT2 и VT3 не открываются, так как под действием ЭДС самоиндукции ток продолжает протекать по якорю в том же направлении, замыкаясь по цепи (−) якоря (шина справа) – диод VD3 – (+) конденсатора С_ф – (−) конденсатора С_ф – диод VD2 – (+) якоря (шина слева).

Энергия, накопленная в электромагнитном поле индуктивности на предыдущем интервале, преобразуется в механическую, тепловую, а часть отдается в источник питания. Так как на интервалах ∆t = T_к(1 – γ) ток протекает по возвратным диодам VD2 и VD3, то к двигателю прикладывается напряжение источника питания отрицательной полярности.

Если на интервалах ∆t = T_к(1 – γ) ток спадает до нуля, то он становится двухполярным. При t = t₂ открываются транзисторы VT2 и VT3 (на них поданы открывающие импульсы). Ток начинает протекать по якорю в обратном направлении в соответствии с уравнением

.

На интервале t_отр = T_к – t₂ двигатель находится в режиме противовключения, потребляя энергию с вала двигателя и от источника питания.

При t = T_к открывающие импульсы снимаются с VT2 и VT3 и подаются на VT1 и VT4. Однако они не открываются, т.к. в соответствии с уравнением

ток продолжает протекать в том же направлении по цепи: (+) якоря – диод VD1 (+) конденсатора С_ф – (−) конденсатора С_ф – диод VD4. Энергия, накопленная в электромагнитном поле индуктивности на предыдущем интервале совместно с генерируемой двигателем преобразуется в тепловую, а часть возвращается в источник питания. При t = t₁ ток спадает до нуля, открываются транзисторы VT1 и VT4 и цикл повторяется.

В результате работы схемы с симметричной коммутацией на якоре двигателя формируется последовательность двухполярных импульсов напряжения, среднее значение которых равно:

(3.20)

Выражение (3.20) описывает характеристику вентильного коммутатора мостового ПИУ с симметричной коммутацией.

Электромеханические и механические характеристики системы «мостовой ПИУ с симметричной коммутацией-ДПТ» идентичны характеристикам системы «мостовой ПИУ с несимметричной коммутацией-ДПТ» (Рис.3.18).

3.6.3 Электромагнитные процессы в якорной цепи двигателя системы электропривода «реверсивный ПШИУ-ДПТ» с диагональной коммутацией

Временные диаграммы электрических переменных системы «мостовой ПШИУ-ДПТ» с диагональной коммутацией приведены на рис.3.20.

При диагональной коммутации открывающие импульсы подаются только на одну пару транзисторов, которая определяет направление вращения двигателя. На VT1, VT4 при вращении вперед или на VT2, VT3 – назад. Вследствие такой коммутации в схеме отсутствует путь для протекания тока в обратном направлении. Поэтому схема может работать либо в режиме непрерывного тока, либо в режиме прерывистого тока. Если нагрузка двигателя достаточна для того, чтобы ток не спадал до нуля на интервале ∆t = T_E – t₀ = T_E(1 – γ), то ток непрерывный.

При этом процессы, протекающие в схеме аналогичны процессам в схеме с симметричной коммутацией при однополярном токе. Если же энергии недостаточно для протекания тока на интервале ∆t, ток становится прерывистый. При этом изменяется форма напряжения на якоре. В кривой появляется ступенька, равная по величине ЭДС якоря. Изменение формы напряжения приводит к увеличению напряжения на якоре в РПТ, по сравнению с РНТ. Т.к. система ЭП работает в режиме непрерывного и прерывистого тока, то механические и электромеханические характеристики будут состоять из двух участков: для РПТ и для РНТ. Упрощенное посторенние характеристик выполняется аналогично как для системы одноключевой ПШИУ-ДПТ.