Sterowanie siecznikowe niezależnie pobudzanego silnika prądu stałego

Cięciwa to urządzenie, które przekształca stałe napięcie prądu stałego (DC) w zmienny prąd stały. W budowie cięciw powszechnie stosowane są samokomutujące się urządzenia, takie jak tranzystory polowe efektu polowego na podłożu tlenku metali (MOSFETy), tranzystory dwupolarno-bipolarne z izolowanym bramką (IGBT), tranzystory mocy, tirystory z komutacją przez bramkę (GTO) i zintegrowane tirystory z komutacją przez bramkę (IGCT). Te urządzenia można bezpośrednio włączać lub wyłączać za pomocą sygnału sterowania bramką przy użyciu niskich wejść energetycznych i nie wymagają dodatkowego obwodu komutacji, co czyni je bardzo wydajnymi i praktycznymi do zastosowań w cięciwach.

Cięciwy są zwykle obsługiwane przy wysokich częstotliwościach. Ta operacja o wysokiej częstotliwości znacznie poprawia wydajność silników, zmniejszając wahania napięcia i prądu oraz eliminując nieciągłą przewodność. Jedną z najbardziej znaczących zalet sterowania cięciwą jest jej zdolność do umożliwienia hamowania regeneracyjnego nawet przy bardzo niskich obrotach. Ta cecha jest szczególnie cenna, gdy system napędowy jest zasilany ze źródła stałego napięcia DC, umożliwiając efektywną odzyskiwanie energii podczas operacji hamowania.

Sterowanie Napędem

Poniższy rysunek przedstawia osobno pobudzany silnik prądu stałego sterowany przez cięciwę tranzystorową. Tranzystor Tr jest okresowo przełączany z okresem Tr, pozostając w stanie przewodzenia przez czas Ton. Odpowiadające im przebiegi napięcia na zaciskach silnika i prądu ramki są również przedstawione na rysunku. Gdy tranzystor jest włączony, napięcie na zaciskach silnika wynosi V, a działanie silnika można opisać następująco:

W tym konkretnym przedziale czasowym, prąd ramki wzrasta od ia1 do ia2. Ten etap nazywany jest interwałem pracy, ponieważ silnik jest bezpośrednio połączony z źródłem zasilania w tym okresie. Bezpośrednie połączenie pozwala na transfer energii elektrycznej z źródła do silnika, umożliwiając mu generowanie momentu obrotowego i obrót.