Принципы управления двигателями постоянного тока
Магнитные усилители, принцип работы которых рассматривается в п. 3.2.3.3, являются надежными и удобными в эксплуатации устройствами. Вместе с тем они обладают заметной инерционностью при совместной работе с якорной цепью двигателя. Постоянная времени магнитного усилителя приближенно равна сумме постоянных времени всех обмоток управления и смещения. Число таких обмоток для реверсивного магнитного… Читать ещё >
Принципы управления двигателями постоянного тока (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Сравнение разных способов управления исполнительными двигателями показывает преимущество якорного управления двигателем при независимом возбуждении. Однако этот способ управления нуждается в мощном усилители, позволяющем регулировать в широких пределах относительно большие токи якоря. С середины XX в. в качестве такого усилителя повсеместно применялся электромашинный усилитель (ЭМУ). По существу ЭМУ — это управляемый генератор постоянного тока, приводимый во вращение с постоянной скоростью внешним двигателем. Генератор и приводной двигатель встраивались в единый корпус. ЭМУ изготавливались на различные предельные мощности управления и обладали хорошими статическими характеристиками. Однако большой вес и габариты этих усилителей, ограниченный моторесурс механических элементов, наличие коллектора и щеточных контактов постепенно привели к вытеснению ЭМУ другими типами усилителей. К ним следует отнести магнитные и электронные усилители мощности.
Магнитные усилители, принцип работы которых рассматривается в п. 3.2.3.3, являются надежными и удобными в эксплуатации устройствами. Вместе с тем они обладают заметной инерционностью при совместной работе с якорной цепью двигателя. Постоянная времени магнитного усилителя приближенно равна сумме постоянных времени всех обмоток управления и смещения. Число таких обмоток для реверсивного магнитного усилителя постоянного тока достаточно велико, поэтому дополнительная постоянная времени оказывается сравнимой с постоянной времени самого двигателя, что отражается на динамике САУ.
С появлением мощных тиристоров, а затем силовых транзисторов были разработаны компактные и надежные усилители мощности для регулировки тока в якорной цени двигателей постоянного тока. Наибольшее распространение в итоге получили усилители мощности на силовых транзисторах.
Силовая часть этих усилителей, показанная на рис. 3.24, строится, но мостовой схеме. Одна диагональ моста из транзисторов VT1—VT4 подключается к источнику постоянного напряжения U0, а к другой диагонали подключена цепь якоря с добавочным резистором для ограничения пускового тока. Вращение ротора двигателя в одну сторону осуществляется одновременным открытием транзисторов VT1 и VT3, а в другую — одновременным открытием VT2 и VT4. В последнем случае ток, протекающий через якорь, поменяет свое направление. Транзисторы моста работают в ключевом режиме.
Регулирование среднего тока, протекающего через цепь якоря, осуществляется за счет широтно-импульсной модуляции (ШИМ). При такой модуляции ширина управляющих импульсов (при фиксированной амплитуде и частоте следования импульсов) пропорциональна мгновенному значению управляющего сигнала на момент формирования импульса. Частота следования импульсов делается достаточно высокой с тем, чтобы, благода;
Рис. 3.24. Принципиальная схема силового блока ШИМ ря инерционности двигателя с учетом нагрузки, импульсный характер движения вала ротора был бы практически незаметен.
На рис. 3.25 показаны результирующий ток через нагрузку или ток якоря (а) при постоянной скорости вращения ротора, а также токи через транзисторы (б) и обратные шунтирующие диоды VD (в). Эти диоды обеспечивают рассасывание запасенной энергии в индуктивности якоря при закрывании транзистора и тем самым защищают его от пробоя.
Схема управления для силового блока ШИМ рассматривается в и. 4.3.2.
Рис. 3.25. Ток через нагрузку (а) и токи через транзистор (б) и обратный диод (в) при постоянной скорости вращения ротора.