Trancenda Kontrolo de Aparte Ekscitita GD-Motoro

Kuirilo estas aparato, kiu konvertas fiksan rekta kurentan (RK) vicon en variablan RK-vicon. Por la konstruado de kuiriloj ofte uzatas memkommutitaj aparatoj, ekzemple Metaloksid-Semiconductor-Campo-Efekt-Tranzistoroj (MOSFET), Izolita-Ŝaltilo-Duonkonduktora Tranzistoro (IGBT), potenc-tranzistoroj, Ŝaltilo-Malŝaltita Tiristoro (GTO) kaj Integrita Ŝaltilo-Kommutita Tiristoro (IGCT). Ĉi tiuj aparatoj povas esti enskribitaj aŭ malkonektitaj rekte per ŝalt-signalo uzante malpotencan enigon kaj ne bezonas plian kommutcircuiton, tio ilin faras tre efikajn kaj praktikajn por uzo en kuiriloj.

Kuiriloj kutime funkcias je alta frekvenco. Tiu alta-frekvence operacio signife plibonigas la motoroperacion per reduktado de la vico- kaj kurentfluktuo kaj eliminado de nediskontinua kondukado. Unu el la plej rimarkindaj avantaĝoj de la kuiril-kontrolo estas ĝia kapablo ebligi regeneran frenadon eĉ je tre malalta rotaci-rapido. Tiu trajto estas speciala valoro kiam la drivsistema estas provizata per fiksita-malalta DC-viconfonto, permesante efikan energirekovron dum frenoperacioj.

Motoro Kontrolo

La suba figuro montras aparte ekscitan DC-motoron kontrolitan per tranzistor-kuirilo. La tranzistoro Tr estas perioda ŝaltita kun periodo Tr, restanta en la konduka stato dum daŭro Ton. La korespondantaj ondformoj de la motorterminala vico kaj la armaturkurento ankaŭ estas prezentitaj en la figuro. Kiam la tranzistoro estas enskribita, la motorterminala vico estas V, kaj la operacio de la motoro povas esti priskribita jene:

Dum tiu specifa tempintervalo, la armaturkurento pligrandigas de ia1 al ia2. Ĉi tiu fazo nomiĝas kiel la servoperiodo, ĉar la motoro estas rekte ligita al la fonto dum tiu periodo. La rekta konekto permesas elektran energion de la fonto esti transdonita al la motoro, permesante al ĝi generi mekanikan momenton kaj turni.

Kiam t = ton, la tranzistoro Tr estas malebligita. Poste, la motoro kurento komencas librajni tra la diodo Df. Konsekvence, la vico ĉe la motorterminals falas al nul en la tempintervalo ton≤t≤T. Ĉi tiu intervalo konas kiel la librajnintervalo. Dum tiu librajnfazo, la energio konservita en la motora magnetkampo kaj induktance dissendiĝas tra la librajnda diodo, daŭrigante la fluon de kurento en fermita cirkvo. La operacio de la motoro dum tiu intervalo povas esti plue analizita kaj priskribita per esploro de la elektraj kaj magnetaj interaktoj en la cirkvelementoj.

La motoro kurento malkreskas de ia2 al ia1 dum tiu intervalo. La rilatumo de la servoperiodo ton al la kuirilperiodo T nomiĝas servo cikla proporcio.

Regenera Freno

La suba figuro montras kuirilon konfiguritan por regenera frenoperacio. La tranzistoro Tr estas cikle ŝaltita kun periodo T kaj en-periodo ton. Prezentita flanken estas la ondformo de la motorterminala vico va kaj la armaturkurento ia sub kontinua kondukcondiĉo. Por plibonigi la induktancevaloron La, ekstera induktoro estas inkluzivigita en la cirkvon.

Kiam la tranzistoro Tr estas enskribita, la armaturkurento ia pligrandigas de ia1 al ia2. Tiu pligrandiĝo de kurento okazas kiam elektra energio estas provize konservita en la induktoro kaj la motora magnetkampo, preparante la terenon por la sekva energikonvertoproceso karakteriza por regenera frenado.

Kiam la motoro funkcias en la regenera frenmodego, ĝi funkcias kiel generatoro, konvertante mekanikan energion en elektran energion. Parto de tiu elektra energio kontribuas al la pligrandiĝo de la magnetenergio konservita en la induktance de la armaturcirkvo. Meze tempe, la restanta elektra energio dissendiĝas kiel varmo en la armaturwindings kaj la tranzistoroj, pro la natura rezisto de tiuj komponantoj.

Kiam la tranzistoro estas malŝaltita, la armaturkurento pasas tra diodo D kaj la fonto V, malkreskante de ia2 al ia1. En tiu procezo, ambaŭ la elektromagnetenergio konservita en la cirkvo kaj la energio generita de la maŝino estas retrodonitaj al la fonto. La tempintervalo de 0 al ton difinitas kiel la energikonservintervalo, dum kiu la energio akumulas en la sistemo. Kontraŭe, la intervalo de ton al T referitas kiel la servoperiodo, kiam la energitransfero kaj sistemooperacio okazas.

Motoro kaj Freno Operacia Kontrolo

Dum la motoroperacio, la tranzistoro Tr1 estas regulita por supliki potencon al la motoro, permesante al ĝi turni antaŭen. Kontraŭe, por la frenoperacio, la tranzistoro Tr2 prenas la kontrolon. La transiro de kontrolado de Tr1 al Tr2 senprobleme ŝanĝas la sistemon de motorado al frenado, kaj inversigante tiun kontroltransdonon ŝanĝas ĝin reen al la motorada stato. Ĉi tiu preciza kontrolmekanismo certigas efikan kaj fidindan funkcion de la elektra driva sistemo sub diversaj laborkondiĉoj.

Dinamika Kontrolo

La dinamika frenocirkvo, kune kun sia korespondanta ondformo, estas montrita en la suba figuro. En la tempintervalo de 0 al Ton, la armaturkurento ia konstante pligrandigas de ia1 al ia2. Dum ĉi tiu fazo, parto de la elektra energio estas konservita en la induktance, servanta kiel reservojo por sekvaj operacioj. Simultane, la restanta energio dissendiĝas kiel varmo en la armaturrezistanco Ra kaj la tranzistoro TR, necesa sekvo de la elektra rezisto prezentanta en tiuj komponantoj.

Dum la tempintervalo Ton ≤ t ≤ T la armaturkurento ia malkreskas de ia2 al ia1. En tiu fazo, ambaŭ la energio generita de la motoro kaj la energio konservita en la induktances dissendiĝas tra la frenrezistanco RB, la armaturrezistanco Ra, kaj la diodo D. La tranzistoro Tr ludas pivotan rolon en regado de la kvanto de energio dissendiĝanta en RB. Per preciza kontrolo de la operacio de Tr, oni povas efike moderi la potencon dissendiĝantan en RB, do influante la tutan frenoperformon kaj la efektivan valoron de la dissendiĝinta energio. Ĉi tiu kontrolmekanismo permesas fineguladi la dinamikan frenproceson, certigante optimuman energiadministron kaj sisteman stabilecon.