Казачковський_аппч2

відкритись раніше за тиристор (VS2). Негативний потенціал від джерела живлення через відкритий VD2 прикладається до VS1 і прискорює його закривання. Це дає можливість тому ключу, який виходить із роботи (наприклад, VS1), поновити свої запірні властивості раніше, ніж відкриється наступний ключ (VS2), і виключає коротке замикання джерела живлення через два відкриті ключі.

U0 U1 U2 2 Uопm T .

У схемах, розглянутих нижче, подібний розсув керуючих імпульсів також передбачений, але на часових діаграмах не показаний.

2.6. Керування мостовим переривником 

51

52

Рис. 2.28. Шляхи протікання струму

Середня вихідна напруга за симетричного закону комутації

U 2 1 U d .

Вхідний струм iвх безперервний та знакозмінний. Останнє означає, що

між джерелом живлення та навантаженням через переривник відбувається періодична циркуляція реактивної енергії. Активна потужність

P UI U d Iвх ,

передана через переривник за період вихідної напруги, визначається середнім значенням струмів. Середній вхідний струм виходячи з рівняння енергетичного балансу

Iвх

СЗК найчастіше використовується у високоточних глибокорегульованих швидкодіючих електроприводах малої потужності.

Приклад 2.4. Мостовий переривник із симетричним законом комутації

Від мостового переривника з симетричним законом комутації та вхідною напругою U d =100 В живиться двигун постійного струму. Параметри дви-

гуна: номінальна частота обертання н =52,3 рад/с, номінальний струм I н =25 А, номінальна напруга U н =37 В, активний опір обмотки якоря Rя =

=0,242 Ом. Двигун повинен розігнатися від нульової до номінальної швидкості зі струмом, який втричі перевищує номінальний, а потім загальмуватися до нерухомого стану з таким самим струмом. Розрахувати: шпаруватість на початку та наприкінці розгону; шпаруватість на початку та наприкінці гальмування; максимальні значення середнього вхідного струму впродовж пуску та гальмування.

Пусковий та гальмівний струми

Iп Iг 3Iн =325=75 А.

Напруги на початку та наприкінці пускового та гальмівного режиму визначимо, виходячи з рівняння напруг для кола якоря.

Напруга та шпаруватість на початку пуску

53

Б) Несиметричні закони комутації

Несиметричні закони комутації (НЗК) відрізняються від симетричного тим, що:

для заданого знаку середньої вихідної напруги регулювання здійснюється за допомогою лише однієї діагоналі;

друга діагональ при цьому в процесі регулювання або зовсім не бере участі, або виконує допоміжні функції;

один із ключів тієї діагоналі, що працює (наприклад, VT1), відкритий протягом усього періоду модуляції, а інший ключ тієї ж діагоналі (наприклад, VT4), періодично відкриваючись, забезпечує необхідний рівень вихідної напруги;

зміна знаку середньої вихідної напруги забезпечується зміною робочої діагоналі.

Завдяки цьому вихідна напруга знаку не змінює, а перемикається між 0

та U d або між 0 та U d . Таким чином, за НЗК здійснюється однополярна

ШІМ.

Ключ, який здійснює модуляцію напруги, будемо називати модулюючим. Модулюючі ключі різних діагоналей можуть утворювати групу (наприклад, колекторну VT1 та VT3), або плече (VT1, VT2). Існує багато варіантів НЗК, які відрізняються складом модулюючих груп або плечей та наявністю режиму

54

переривистих струмів. Вибір того чи іншого НЗК впливає на режим роботи ключів та на структуру системи керування. Для навантаження важлива лише відсутність або наявність безструмових пауз. Розглянемо два варіанти несиметричних законів комутації з модулюючою групою VT1, VT3: без пауз у струмі та з паузами.

Рис. 2.29. Система керування для несиметричного закону комутації без пауз у струмі

Система керування, яка реалізує НЗК без пауз у струмі, зображена на рис. 2.29. Легко помітити її схожість із системою, показаною на рис. 2.24. Це не випадково, оскільки мостовий переривник складається фактично з двох двоквадрантних переривників (VT1,VT2 та VT3,VT4).

До відповідних входів кожного з компараторів подають однакові опорну напругу та напругу зміщення (як і в нереверсивних переривниках). Як і при СЗК, до компараторів, які керують ключами одного плеча, подано додаткові напруги різного знаку, що запобігають їх одночасному вмиканню (U1 та U 2 ).

Крім того, до каналів, які керують ключами, які не входять до складу модулюючої групи, керуюча напруга подається з протилежним знаком через інвертор.

Часові діаграми процесів у системі керування та силовій частині наведені на рис. 2.30 (вплив напруг U1 та U 2 не врахований). Спочатку (ліва час-

тина рис. 2.30) середня вихідна напруга позитивна, а електрична машина працює в режимі двигуна. Доки керуюча напруга позитивна, алгебраїчна сума сигналів на вході компараторів К3 та К4 менша від нуля, і на їх виходах – логічний нуль. Завдяки цьому на базі VT3 відсутній позитивний потенціал, а на базі VT4, навпаки, присутній. До бази VT1 позитивний потенціал подається періодично, відповідно з рівнем керуючої напруги. Сигнал, який надходить до бази VT2,

55

Рис. 2.30. Процеси в переривнику з несиметричним законом керування без пауз у струмі

інверсний відносно сигналу VT1. Розглянемо роботу схеми на характерних інтервалах часу, позначених на рис. 2.30 літерами.

Інтервал “а”. Відкриті ключі VT1 та VT4, до навантаження прикладена на-

di Ud E iRн 0 , dt Lн

56

і струм збільшується. Фрагмент силової схеми для цього інтервалу часу зображений на рис. 2.31,а.