Utaratibu wa Kuchopwa kwa Mfumo wa Motori DC Inayostimuliwa Kwa Kisawa Kifupi

Chopper ni kifaa kilicho chambua unaweza kutumia umeme wa mwisho tu (DC) kutoka kwa kiwango cha DC chache. Vifaa vya kujitengeneza, kama vile Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors (MOSFETs), Insulated-Gate Bipolar Transistors (IGBTs), vifaa vya umpangaji nguvu, Gate-Turn-Off Thyristors (GTOs), na Integrated Gate-Commutated Thyristors (IGCTs), yanatumika sana katika ujengaji wa choppers. Vifaa hivi vinaweza kurudia au kupunguza kwa moja kwa upatikanaji wa ishara ya kugawa kutumia viwango vya umpangaji madogo na hayahitaji mfumo wa kugawanya zaidi, kubwa kufanya kwa kuwa bora na ya umuhimu kwa matumizi ya choppers.

Choppers mara nyingi hutumika kwenye viwango vya juu. Ufanyikiano huu wa viwango vya juu unongeza muda mwingi wa moto kwa kuchelewesha viwango vya umeme na viwango vya utokozo na kurekebisha mzunguko usio wa kutosha. Moja ya faida muhimu za udhibiti wa chopper ni uwezo wake wa kukabiliana na kusimamia kivuli hata kwenye viwango vya chache vya mzunguko. Faida hii ni ya thamani hasa wakati mfumo wa kidereva unapatikana na chanzo cha umeme wa DC chenye viwango vya chache hadi chache, kushiriki kwa urahisi nyuzi ya nguvu wakati wa simamia.

Udhibiti wa Moto

Tangu chini inavyoelezea motori DC yenye kusimamiwa tofauti iliyo udhibitiwa na chopper transistor. Transistor Tr unarudia kila wakati Tr, akibaki katika hali ya kusambaza kwa muda wa Ton. Miongozo ya umeme wa motori na utokozo wa armature yameonyeshwa pia tangu chini. Wakati transistor anafanya kazi, umeme wa motori unafanana na V, na kazi ya motori inaweza kuelezea kama ifuatavyo:

Katika muda huo wa maalum, utokozo wa armature unajivunja kutoka ia1 hadi ia2. Hali hii inatafsiriwa kama muda wa kazi, kwa sababu motori unapokuwa na mtazamo wa mpangaji wa umeme wa kwanza. Mtazamo huu wa kwanza unawezesha umeme kutoka mpangaji kuhamishwa kwa motori, kunaweza kutengeneza nguvu ya kasi na kujihusisha.

Wakati t = ton, transistor Tr unastopika. Baada ya hilo, utokozo wa motori unafanana kuanza kuchelewa kupitia diode Df. Yake ni athari ya umeme wa motori kuchelewa hadi zero kwenye muda wa ton≤t≤T. Muda huu unatafsiriwa kama muda wa kuchelewa. Katika muda huu wa kuchelewa, nguvu iliyohifadhiwa katika shamba la magneeti na induktansi ya motori linachukua njia ya diode ya kuchelewa, kunaweza kutengeneza mzunguko wa utokozo wa umeme. Kazi ya motori katika muda huu inaweza kuhusu zaidi na kuelezea kwa kutambua majengo ya umeme na magneeti kwenye vifaa vya circuit.

Utokozo wa motori unachukua njia kutoka ia2 hadi ia1 katika muda huu. Anoa kati ya muda wa kazi ton na muda wa chopper T unatafsiriwa kama duty cycle.

Simamia Iliyotengenezwa

Tangu chini inavyoelezea chopper aliyekuwa amefundishwa kutumia simamia. Transistor Tr unarudia kila wakati T na muda wa Ton. Pia imeonyeshwa miongozo ya umeme wa terminali ya motori va na utokozo wa armature ia kwenye masharti ya mzunguko wa kimiambo. Kutokana na kuongeza thamani ya induktansi La, inductor tofauti imewekwa kwenye circuit.

Wakati transistor Tr unafanya kazi, utokozo wa armature ia unajivunja kutoka ia1 hadi ia2. Ukurasa huu wa utokozo unafanyika kama nguvu ya umeme inahifadhiwa kwa wakati katika inductor na shamba la magneeti la motori, kufanya vyombo vya kuhabiliana na energy conversion ambayo ni ya tabia ya simamia iliyotengenezwa.

Wakati motori anafanya kazi kwenye modi ya simamia iliyotengenezwa, anafanya kazi kama generator, kutengeneza umeme kutoka nguvu ya magneeti. Sehemu fulani ya umeme hili kinachoweka kwenye nguvu ya magneeti iliyohifadhiwa ndani ya induktansi ya circuit ya armature. Pia, sehemu nyingine ya umeme hili kinachopoteza kama joto ndani ya windings za armature na transistors, kwa sababu ya resistance ya components hizi.

Wakati transistor unastopika, utokozo wa armature unafanana kupita kupitia diode D na mpangaji wa umeme V, unachukua njia kutoka ia2 hadi ia1. Katika mchakato huu, nguvu ya magneeti iliyohifadhiwa katika circuit na nguvu iliyotengenezwa na machine yameshikwa kurudi kwa mpangaji wa umeme. Muda kutoka 0 hadi ton unatafsiriwa kama muda wa kuhifadhi nguvu, wakati nguvu hii inahifadhiwa ndani ya system. Pia, muda kutoka ton hadi T unatafsiriwa kama muda wa kazi, wakati mzunguko wa nguvu na kazi ya system inafanyika.

Udhibiti wa Moto na Simamia

Katika muda wa kazi ya moto, transistor Tr1 unahusika kusambaza umeme kwa motori, kunaweza kutengeneza moto wa mbele. Pia, kwa ajili ya simamia, transistor Tr2 anapata udhibiti. Ubadilishaji wa udhibiti kutoka Tr1 hadi Tr2 unabadilisha kazi ya system kutoka moto hadi simamia, na kurekebisha hii badala yake kutofanya kazi ya moto. Mbinu hii ya kudhibiti inaweza kuhakikisha kazi ya bora na ya imani ya system ya kidereva cha umeme kwenye masharti mbalimbali.

Udhibiti wa Muda

Circuit ya simamia ya muda, pamoja na miongozo yake, yameonyeshwa tangu chini. Katika muda kutoka 0 hadi Ton, utokozo wa armature ia unajivunja kutoka ia1 hadi ia2. Katika hali hii, sehemu fulani ya umeme inahifadhiwa kwenye induktansi, kufanya kazi ya reservoir kwa mchakato uliobaki. Pia, sehemu nyingine ya umeme inachukua njia ya kupoteza kama joto ndani ya resistance ya armature Ra na transistor TR, kwa sababu ya resistance ya umeme iliyopo kwenye components hizi.

Katika muda wa Ton ≤ t ≤ T, utokozo wa armature ia unachukua njia kutoka ia2 hadi ia1. Katika hali hii, nguvu iliyotengenezwa na motori na nguvu iliyohifadhiwa kwenye induktansi zinachukua njia ya kusema kwa resistance ya simamia RB, resistance ya armature Ra, na diode D. Transistor Tr unategemea kwa kuboresha kiasi cha nguvu iliyosema kwenye RB. Kwa kudhibiti kwa ufanisi utaratibu wa Tr, unaweza kubadilisha nguvu iliyosema kwenye RB, kwa hiyo kuathiri kasi ya simamia na thamani ya nguvu iliyosema. Mbinu hii ya kudhibiti inaweza kuhakikisha kazi ya bora ya simamia ya muda, kushiriki kwa urahisi nguvu na ustawi wa system.