სხვადასხვა ექსციტებით გამორჩეული DC მოტორის ჭრილი კონტროლი
ჩოპერი არის მოწყობილობა, რომელიც ფიქსირებული დირექტული დენის (DC) ვოლტაჟის გარდაქმნაში თავსხვავდება ცვლად DC ვოლტაჟად. ჩოპერების კონსტრუირებაში ხშირად გამოიყენება თავსხვავდები მოწყობილობები, როგორიცაა მეტალ-ოქსიდი-სემიკონდუქტორის ველის ეფექტის ტრანზისტორები (MOSFETs), იზოლირებული-გატის ბიპოლარული ტრანზისტორები (IGBTs), ძალის ტრანზისტორები, გატის-გათიშვის თირისტორები (GTOs) და ინტეგრირებული გატის-კომუტაციის თირისტორები (IGCTs). ეს მოწყობილობები შეიძლება დირექტულად გააქტიურდნენ ან დეაქტიურდნენ ნიშკენტი გატის კონტროლის სიგნალით და არ საჭიროებენ დამატებით კომუტაციის ქსელს, რაც ხდის ამ მოწყობილობებს მაღალ ეფექტურობის და პრაქტიკულობის მქონე ჩოპერებისთვის.
ჩოპერები ჩვეულებრივ მუშაობენ მაღალი სიხშირით. ეს მაღალი სიხშირის მუშაობა მნიშვნელოვანად გაუმჯობესებს მოტორის პერფორმანსს ვოლტაჟისა და დენის რიპლის შემცირებით და დისკონტინუერული კონდუქციის არარსებობით. ჩოპერის კონტროლის ერთ-ერთი ყველაზე შემჩნევილი დარგი არის რეგენერაციული ტорможების შესაძლებლობა ძალიან დაბალი როტაციული სიჩქარეებით. ეს თვისება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია იმ შემთხვევაში, როდესაც მოტორის სისტემა სარგებლობს ფიქსირებული-დაბალი DC ვოლტაჟის წყაროს, რაც არჩევს ეფექტურ ენერგიის აღდგენას ტორმოზირების პროცესში.
მოტორის კონტროლი
ქვემოთ მოცემული სქემა აღწერს სეპარატულად ექსციტირებული DC მოტორის ტრანზისტორის ჩოპერით კონტროლს. ტრანზისტორი Tr პერიოდულად გადართება პერიოდით Tr, დარჩენილი კონდუქტირების დრო TON-ის განმავლობაში. მოტორის ტერმინალური ვოლტაჟისა და არმატური დენის შესაბამისი განახლების გრაფიკები ასევე ნაჩვენებია სქემაზე. როდესაც ტრანზისტორი ჩართულია, მოტორის ტერმინალური ვოლტაჟი არის V, და მოტორის მუშაობა შემდეგნაირად შეიძლება აღწეროს:
ამ კონკრეტული დროის ინტერვალში არმატური დენი ზრდის დაინიცირებს ia1-იდან ia2-მდე. ეს ფაზა ცნობილია როგორც დიუტის ინტერვალი, რადგან მოტორი დირექტულად დაკავშირებულია ენერგიის წყაროსთან ამ პერიოდში. დირექტული კავშირი შესაძლებლობას აძლევს ელექტრო ენერგიის გადატანას წყაროდან მოტორამდე, რაც შესაძლებლობას აძლევს მისთვის მექანიკური ტორკის შექმნას და როტაციას.
როდესაც t = ton, ტრანზისტორი Tr გამორთებულია. შემდეგ, მოტორის დენი თავისუფლად წარმოდგენს დიოდ Df-ის მეშვეობით. შედეგად, მოტორის ტერმინალური ვოლტაჟი დაირეკება ნულისკენ დროის ინტერვალში ton≤t≤T. ეს ინტერვალი ცნობილია როგორც თავისუფლა წარმოდგენის ინტერვალი. თავისუფლა წარმოდგენის ფაზაში მოტორის მაგნიტური ველისა და ინდუქციის შენახული ენერგია დისიპირდება თავისუფლა წარმოდგენის დიოდში, რაც დენის მარტივი ციკლის შესაძლებლობას აძლევს. მოტორის მუშაობა ამ ინტერვალში შეიძლება დამატებით ანალიზირდეს და აღწერილი იყოს ელექტრო და მაგნიტური ინტერაქციების შესახებ ქსელის კომპონენტებში.
მოტორის დენი შემცირდება ia2-დან ia1-მდე ამ ინტერვალში. დიუტის ინტერვალი ton-ის შეფარდება ჩოპერის პერიოდთან T-ს არის ცნობილი როგორც დიუტის ციკლი.
რეგენერაციული ტორმოზირება
ქვემოთ მოცემული სქემა აღწერს ჩოპერის კონფიგურაციას რეგენერაციული ტორმოზირების რეჟიმში. ტრანზისტორი Tr ციკლურად გადართება პერიოდით T და ჩართული დროთი ton. შესაბამისი გრაფიკები მოტორის ტერმინალური ვოლტაჟი va და არმატური დენი ia უწყვეტ კონდუქციის პირობებში ასევე ნაჩვენებია. ინდუქციის მნიშვნელობის ზრდისთვის La-ში დარტყმის სქემაში ჩართულია გარე ინდუქტორი.
როდესაც ტრანზისტორი Tr ჩართულია, არმატური დენი ia ზრდის დაინიცირებს ia1-იდან ia2-მდე. ეს დენის ზრდა ხდება იმის გამო, რომ ელექტრო ენერგია დროებით შენახულია ინდუქტორში და მოტორის მაგნიტურ ველში, რაც შესაძლებლობას აძლევს შემდეგი ენერგიის კონვერტირების პროცესს, რომელიც არის რეგენერაციული ტორმოზირების მახასიათებელი თვისება.
როდესაც მოტორი მუშაობს რეგენერაციული ტორმოზირების რეჟიმში, ის ფუნქციონირებს გენერატორის როლში, რომელიც მექანიკურ ენერგიას კონვერტირებს ელექტრო ენერგიაში. ელექტრო ენერგიის ნაწილი მიდის ინდუქციის შენახული მაგნიტური ენერგიის ზრდაში არმატური ქსელში. შესაბამისად, დანარჩენი ენერგია დისიპირდება არმატური სამართავი და ტრანზისტორების შემდგარებში, რადგან ეს კომპონენტები შეიცავენ ძირითად რეზისტენტს.
როდესაც ტრანზისტორი გამორთებულია, არმატური დენი გადის დიოდ D და ენერგიის წყარო V-ს მეშვეობით, დენი შემცირდება ia2-დან ia1-მდე. ამ პროცესში, ელექტრომაგნიტური ენერგია და მანქანის შემოქმედებით შექმნილი ენერგია დაბრუნდება ენერგიის წყაროს. დროის ინტერვალი 0-დან ton-მდე არის ენერგიის შენახვის ინტერვალი, რომელიც ენერგიის შენახვას სისტემაში შესაძლებლობას აძლევს. შესაბამისად, ინტერვალი ton-დან T-მდე ცნობილია როგორც დიუტის ინტერვალი, როდესაც ენერგიის ტრანსფერი და სისტემის მუშაობა ხდება.
მოტორის და ტორმოზირების ოპერაციის კონტროლი
მოტორის მუშაობის დროს ტრანზისტორი Tr1 რეგულირებულია მოტორის ენერგიის წყაროს დაკავშირებისთვის, რაც შესაძლებლობას აძლევს მის წინ როტაციას. შესაბამისად, ტორმოზირების დროს კონტროლი ტრანზისტორ Tr2-ს ხელში არის. კონტროლის ტრანზიცია Tr1-დან Tr2-მდე სისტემის რეჟიმს უშვებს მოტორის ტორმოზირებაში, ხოლო შებრუნებით კონტროლი Tr2-დან Tr1-მდე სისტემას მოტორის რეჟიმში უშვებს. ეს ზუსტი კონტროლის მექანიზმი უზრუნველყოფს ელექტრო დრაივის სისტემის ეფექტურ და დამგავიანებელ მუშაობას სხვადასხვა მუშაობის პირობებში.
დინამიური კონტროლი
დინამიური ტორმოზირების ქსელი და შესაბამისი გრაფიკი ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სქემაზე. დროის ინტერვალში 0-დან Ton-მდე არმატური დენი ia ზრდის დაინიცირებს ia1-იდან ia2-მდე. ამ ფაზაში ელექტრო ენერგიის ნაწილი შენახულია ინდუქციაში, რაც შესაძლებლობას აძლევს შემდეგ მოქმედებებისთვის. შესაბამისად, დანარჩენი ენერგია დისიპირდება არმატური რეზისტორი Ra და ტრანზისტორ TR-ში, რადგან ეს კომპონენტები შეიცავენ ელექტრო რეზისტენტს.
დროის ინტერვალში Ton≤t≤T არმატური დენი ia შემცირდება ia2-დან ia1-მდე. ამ ფაზაში მოტორის შექმნილი ენერგია და შენახული ინდუქციის ენერგია დისიპირდება ტორმოზირების რეზისტორ RB, არმატური რეზისტორ Ra და დიოდ D-ში. ტრანზისტორ Tr მთავარი როლის მატარებელია RB-ში დისიპირდებული ენერგიის რეგულირებაში. Tr-ის ზუსტი კონტროლით შესაძლებელია ეფექტურად რეგულირება ამ რეზისტორში დისიპირდებული ენერგიის რაოდენობა, რაც შესაძლებლობას აძლევს დინამიური ტორმოზირების პროცესის ზუსტ რეგულირებას და სისტემის სტაბილურობას უზრუნველყოფს.
