10.4. Двух операционный импульсный регулятор с широтной модуляцией

Чтобы можно было изменять длительность импульса в схеме импульсного регулятора, следует задержать время подачи встречного напряжения для закрывания тиристора. В схеме появляются две операции: первая – открывание основного тиристора VS_о; вторая – открывание дополнительного тиристора VS_д в коммутирующем контуре. При этом разница в моментах времени открывания основного и дополнительного тиристоров будет изменять длительность импульса, то есть будет осуществляться широтная модуляция.

Схема двух операционного импульсного регулятора с широтной модуляцией представлена на рис. 10.7.

Р ис. 10.7. Схема двух операционного импульсного регулятора с широтной модуляцией

Коммутирующий контур содержит элементы L_к, C_к, VD_д и VS_д. Конденсатор С_к при закрытом основном тиристоре VS_о предварительно заряжается до напряжения U_d от контактной сети через L_ф, VS_д, L_н и тяговый двигатель М в полярности «+» на верхней обкладке, «» - на нижней. Как только тиристор VS_о открывается, в коммутирующем контуре L_кC_к появляется ток i_к, протекающий по цепи VS_о, L_к, VD_д, C_к. Этот ток через половину периода колебаний перезаряжает конденсатор С_к в противоположной полярности «»на верхней обкладке, «+» - на нижней. Ток в коммутирующем контуре прекращается, а тиристор VS_о остаётся открытым до тех пор, пока система управления не откроет дополнительный тиристор VS_д. При открывании VS_д на тиристор VS_о будет подано встречное напряжение с нижней обкладки конденсатора С_к, и тиристор VS_о закроется. Тиристор VS_д будет оставаться открытым до тех пор, пока конденсатор С_к не перезарядится до напряжения U_d в полярности «+» на верхней обкладке, «» - на нижней. Тогда ток в цепи прекратится, и тиристор VS_д закроется. Схема придёт в исходное состояние.

Временная диаграмма работы схемы двух операционного импульсного регулятора с широтной модуляцией представлена на рис. 10.8.

Длительность импульса в схеме можно определить по формуле:

, (10.4)

где t_зад – время задержки подачи схемой управления импульса открывания дополнительного тиристора после окончания перезаряда конденсатора С_к током коммутирующего контура i_к.

За счёт времени задержки можно сделать длительность импульса сколь угодно большой.

Р ис. 10.8. Временная диаграмма работы схемы двух операционного импульсного регулятора с широтной модуляцией

Недостатком схемы можно считать невозможность уменьшения длительности импульса меньше чем .

10.5. Трёх операционный импульсный регулятор с широтной модуляцией

В трёх операционном импульсном регуляторе заряд конденсатора коммутирующего контура С_к происходит независимо от работы основного тиристора VS_о, поэтому заряд С_к можно производить даже во время паузы. Это даёт возможность сделать импульс малой длительности и изменять напряжение на тяговом двигателе практически от 0 до U_d. Схема трёх операционного импульсного регулятора представлена на рис. 10.9. Схема содержит три тиристора: основной VS_о, первый дополнительный VS_д1 и второй дополнительный VS_д2. При работе схемы последовательно выполняются три операции:

1. Открывание тиристора VS_о – подача напряжения на тяговый двигатель;

2. Открывание тиристора VS_д1 – заряд конденсатора Ск;

3. Открывание тиристораVS_д2 – подача встречного напряжения от С_к на VS_о и его закрывание.

С хема управления может изменять порядок следования первой и второй операций.

Рис. 10.9. Схема трёх операционного импульсного регулятора

В ременная диаграмма работы трёх операционного импульсного регулятора представлена на рис. 10.10.

Рис. 10.10. Временная диаграмма работы трёх операционного импульсного регулятора

В схеме трёх операционного импульсного регулятора через каждый тиристор протекает только ток коммутируемой им цепи. В момент подачи встречного напряжения на тиристор VS_о не возникает скачок напряжения, так как коммутирующий контур включён параллельно тяговому двигателю. Поэтому трёх операционная схема позволяет получить наиболее качественное регулирование напряжения на тяговом двигателе.