Аралаштыру арқылы жарықтамаланған DC мотордың басқаруы

Чоппер - бұл тұрақты жүктеу ағымын (DC) өзгешеліктері бойынша өзгертуге арналған құрылғы. Чопперлердің құрылымында металоксид-семиқырдық полевий транзисторлар (MOSFET), изолирланған шақыру көзбасшылық транзисторлар (IGBT), жүктеу транзисторлары, шақыру арқылы өткізу мүмкіндігі бар тиристорлар (GTO) және интегралды шақыру арқылы коммутируетін тиристорлар (IGCT) сирек қолданылады. Бұл құрылғылар төмен еnergie заттармен шақыру сигналы арқылы жалақыдан өткізілетін немесе оны өткізбейтін және қосымша коммутациялық схема талап етпейтін өте үздік және практикалық чопперлерде қолданылады.

Чопперлер жоғары дауысты режимде ишлейді. Жоғары дауысты іске қосу электр моторының өнімділігін жақсартады, напряжение мен токтың осцилляциясын азайтады және үзілуін жоюға мүмкіндік береді. Чопперлердің ең белгілі қарапайымдарының бірі - өте төмен айналу жылдамдығында регенератив торможу қабілеті. Бұл қасиет фиксирленген немесе төмен DC напряжение басқарылатын жүйелерде энергияны қайта қолдануда өте маңызды болады.

Моторды басқару

Төменде транзисторлық чоппер арқылы басқарылатын айқышты айналдыратын DC мотор көрсетілген. Транзистор Tr периодтық түрде Tr периодына сәйкес өткізілетін Ton уақытына дейін жалақыдан өткізіледі. Мотор терминалындағы напряжение және арматуралық токтың соотвествующие графигі де көрсетілген. Транзистор өткізілген кезде, мотор терминалындағы напряжение V болады, мотордың іске қосуы төмендегідей сипатталады:

Бұл конкретті уақыт аралығында, арматуралық ток ia1-ден ia2-ге дейін артады. Бұл аралық дежуртік аралық деп аталады, себебі мотор бұл уақыт ішінде түлектен туғызданады. Түлектен туғыздану моторға электр энергиясын өткізуге, механикалық момент қалыптастыруға және айналуға мүмкіндік береді.

t = ton болғанда, транзистор Tr өткізілмейді. Содан кейін, мотордың ток Df диоды арқылы серіп түседі. Нәтижесінде, мотор терминалындағы напряжение ton≤t≤T уақыт аралығында нөлге түседі. Бұл аралық серіптік аралық деп аталады. Серіптік аралық ішінде, мотордың магниттік өрісі мен индуктивтіліктің энергиясы серіптік диод арқылы жоюына қатысады, токтың тұрақты циклде өтуін қамтамасыз етеді. Мотордың бұл аралық ішіндегі іске қосуы электр және магниттік өрістердің компоненттерінің ішіндегі әсерлерін зерттеу арқылы жалпылауға болады.

Мотордың ток ia2-ден ia1-ге дейін бұл аралық ішінде азайады. Дежуртік аралық ton мен чоппер периоды T-ның қатынасы дежуртік цикл деп аталады.

Регенератив торможу

Төменде регенератив торможу үшін конфигурацияланған чоппер көрсетілген. Транзистор Tr T периодына сәйкес циклдік түрде ton уақытына дейін өткізілетін. Кестеде мотор терминалындағы напряжение va және арматуралық ток ia үзіліссіз өту режимінде графигі көрсетілген. Индуктивтіліктің La мәнін жою үшін, схемаға сыртқы индуктор қосылады.

Транзистор Tr өткізілген кезде, арматуралық ток ia1-ден ia2-ге дейін артады. Бұл артқысы, индукторда және мотордың магниттік өрісінде электр энергиясы кезекті қойылады, регенератив торможу үшін характерлы энергия ауыстыруды қамтамасыз етеді.

Мотор регенератив торможу режимінде генератор ретінде іске қосылады, механикалық энергияны электр энергиясына айналдырады. Электр энергиясының бір бөлігі арматуралық схеманың индуктивтілігінде сакталған магниттік энергияны арттыруға қатысады. Ал қалған энергия магниттік өрістердің және транзисторлардың өзінің қарғысына сәйкес жылуына қалады.

Транзистор өткізілмейді, арматуралық ток D диоды арқылы V түлектен өтеді, ia2-ден ia1-ге дейін азайды. Бұл процесте, схемада сакталған электромагниттік энергия және машина құрайтын энергия түлектен қайта қолданылады. 0-ден ton-ға дейінгі уақыт аралығы энергияны сактау аралығы деп аталады, оның ішінде энергия системада накопилируется. Айнымалы отон до Т аралығы дежуртік аралық деп аталады, оның ішінде энергияны өткізу және системаның іске қосуы жүзеге асатын.

Моторлау және торможу операцияларын басқару

Моторлау операциясы ішінде, транзистор Tr1 моторға энергия қамтамасыз ету үшін басқарылады, мотор алдын ала айналады. Осылайша, торможу операциясы ішінде, транзистор Tr2 басқаруға қосылады. Tr1-ден Tr2-ге басқару өтуі системаның моторлау мен торможу арасында жүзеге асырылады, оның керісінше басқару өтуі моторлау режиміне қайта қалдырады. Бұл тезірек басқару механизмі электр привод системасының әртүрлі іске қосу шарттарында үздік және сенімді іске қосуын қамтамасыз етеді.

Динамикалық басқару

Динамикалық торможу схемасы және оның сәйкес графигі төменде көрсетілген. 0-ден Ton-ға дейінгі уақыт аралығында, арматуралық ток ia ia1-ден ia2-ге дейін артады. Бұл аралық ішінде, электр энергиясының бір бөлігі индуктивтілікте сакталады, келесі операциялар үшін резервуар ретінде қызмет етеді. Ескерту, қалған энергия арматуралық Ra және транзистор TR қарғысына сәйкес жылуына қалады, бұл электр қарғысының өзінде болатын компоненттердің қажетті қорытындысы.

Ton ≤ t ≤ T уақыт аралығында, арматуралық ток ia ia2-ден ia1-ге дейін төмендейді. Бұл аралық ішінде, мотор құрайтын энергия және индуктивтілікте сакталған энергия RB торможу қарғысы, арматуралық Ra қарғысы және D диодында жылуына қалады. Транзистор Tr RB қарғысында қалыптастырылған энергияның өлшемін басқаратын маңызды рөл атқарады. Tr-ның іске қосуын так басқару арқылы, RB қарғысында қалыптастырылған энергияны эффективті түрде модулировать, сондықтан динамикалық торможу процессін және энергияны қолдану мен системаның стабилдетуін қамтамасыз ету мүмкін.