1.3.1. Мостовые коммутаторы (инверторы) для четырех- или двухфазных двигателей.

Эффективность небольшого двигателя выше, когда все его обмотки постоянно возбуждены. По этой причине для управления четырехфазным гибридным двигателем наилучшей является двухполупериодная схема коммутатора, так как в этом случае четыре обмотки всегда возбуждены. По сравнению с однополупериодным управлением, при котором ток проходит только в одном направлении, возможно 20—35%-ное увеличение момента.

Существуют два основных типа мостовых коммутаторов для управления двигателем. На рис. 1.29 показан один из них, использующий два источника питания.

Рис. 1.29. Мостовая схема для двухполупериодного коммутатора.

Особенности этой схемы таковы.

Во-первых, соединение обмоток. Если двигатель имеет восемь отдельных входов, то обмотки подключают так, как показано на рис. 1.29. Через каждую из них в фазах 1 к 2 течет переменный ток, и они всегда имеют одинаковую полярность. Таким образом, двигатель можно рассматривать как двухфазный.

Во-вторых, устранение сквозных токов в коммутаторе.

Если VT1 включен, то VT2 выключен, и наоборот. Но существует возможность того, что транзистор будет включен в то время, когда другой все еще проводит ток. Поэтому для предотвращения включения в одно и то же время двух транзисторов необходимо добавить задерживающую цепочку. Для этих целей могут быть добавлены резисторы с переменным сопротивлением, как это показано на рисунке.

В-третьих, диоды для снижения перенапряжений. Они, подключенные параллельно силовым транзисторам, служат для снижения перенапряжений при отключении последних. Эта функция диодов отличается от выполняемой ими при однополупериодной схеме коммутатора. Если включен VT1, то ток проходит по пути, показанному на рис. 1.29 сплошной линией. Сразу после отключения VT1 и включения VT2 ток в обмотке не поменяет еще своего направления и будет замыкаться через VD2 и источник питания E2. При этом E2 заряжается, а энергия магнитного поля в обмотке рекуперируется в источник. Так как при однополупериодном управлении энергия магнитного поля рассеивается в обмотках, диодах, внешних резисторах и стабилитронах, то двухполупериодное управление в этом отношении является более совершенным.

В-четвертых, обратимость направления тока. При однополупериодном управлении для демпфирования тока в обмотке, возникающего после выключения соответствующего транзистора, используют различные схемы защит. Напротив, при двухполупериодном управлении напряжение подается на обмотки для изменения направления тока. После того, как ток, проходящий по пути, указанному пунктирной линией, становится равным нулю, устанавливается ток в обратном направлении через транзистор VT2. Взаимосвязь между напряжением на обмотке и током через нее такая, как показано на рис. 1.30.

Рис. 1. 30. Формы напряжения (1) и тока (2) в двухполупериодном коммутаторе.

Форма кривой тока отличается от экспоненты из-за наличия ЭДС.

Другая схема двухполупериодного управления приведена на рис. 1.31.

Рис. 1. 31. Разновидность мостового коммутатора.

Здесь один источник, но четыре транзистора в каждой фазе. Для быстрой установки возбуждающего тока параллельно обмоткам включают резисторы. Схемы временной задержки или сопротивления необходимы для предотвращения сквозных токов через транзисторы инвертора.