3.5. Импульсное регулирование переменных электропривода с дпт.

В связи с развитием полупроводниковой техники распростра­нение получил импульсный способ регулирования переменных ЭП, в основном его скорости. Этот способ является практически единственно возможным при питании двигателя от нерегулиру­емого источника постоянного тока (аккумуляторной батареи, не­управляемого выпрямителя, солнечной батареи и т.д.).

Регулирование скорости при использовании этого способа осу­ществляется импульсным изменением напряжения, магнитного потока или сопротивления резистора в якорной цепи, т. е. рас­смотренными ранее основными способами получения искусствен­ных характеристик.

Импульсное регулирование осуществляется с помощью управ­ляемых полупроводниковых ключей того или иного типа. Основ­ным показателем работы ключа является заполнение (скважность его работы) , определяемое отношением времени замкнутого состояния ключа t3 к периоду его коммутации Т_к:

где to - время разомкнутого состояния ключа.

На практике применяются два основных способа управления ключом: широтно-импульсная (ШИМ) и частотно-импульсная (ЧИМ) модуляции. При широтно-импульсной модуляции период коммутации ключа Т_к остается постоянным, а изменяется время замкнутого состояния ключа t3 т. е. ширина импульса при неиз­менном периоде (частоте) их следования.

При частотно-импульсной модуляции время t3 остается неиз­менным, а меняется период коммутации ключа Т_к, который об­ратно пропорционален частоте. Заметим, что при таком способе управления меняется и заполнение . Таким образом, заполнение оказывается универсальным показателем для обоих способов уп­равления, и им удобно пользоваться при анализе импульсных спо­собов регулирования координат.

Импульсное регулирование сопротивления добавочного резисто­ра в цепи якоря. Этот процесс осуществляется путем периодиче­ской коммутации (замыкания и размыкания) ключа 1, включен­ного параллельно резистору 2 сопротивлением R_д (рис. 4.18, а).

Семейство механических характеристик двигателя при импуль­сном регулировании получим, проанализировав граничные режи­мы работы ключа 1: его постоянно разомкнутое и постоянно зам­кнутое состояния. При =1 резистор 2 выведен из цепи якоря и двигатель 3 в соответствии с этим работает на естественной меха­нической характеристике 4 (рис. 4.18, б). Если = О, то резистор 2 введен в цепь якоря и двигатель 3 работает на искусственной ха­рактеристике 6. При О< < 1 механические характеристики 5 располагаются между двумя граничными характеристиками.

Рис. 4.18. Схема включения двигателя (а) и его характеристики (б) при импульсном регулировании сопротивления добавочного резистора:

1 - импульсный ключ; 2 - резистор; 3 - двигатель; 4 ... 6 - характеристики двигателя; ОВ - обмотка возбуждения

Рис. 4.19. Схема включения двигателя (а) и его характеристики (б) при импульсном регулировании магнитного потока:

1 - двигатель; 2 - импульсный ключ; 3 - добавочный резистор; 4 - обмотка возбуждения;

5 ... 7- характеристики двигателя

Математическое выражение для семейства характеристик, ко­торое приводится без вывода, имеет вид

Импульсное регулирование магнитного потока двигателя. В этой схеме регулирования (рис. 4.19, а) в цепь обмотки возбуждения 4 включается добавочный резистор З, шунтированный ключом 2. Заполнение ключа может регулироваться в пределах от О до 1. При = 1 ключ постоянно замкнут, резистор 3 зашунтирован, по обмотке с возбуждения протекает номинальный ток и двигатель 1 работает на естественной характеристике 7(рис. 4.18, б). При = О ключ 2 постоянно разомкнут, резистор 3 введен в цепь обмотки 4 возбуждения, ток возбуждения и магнитный поток уменьшены, чему соответствует искусственная характеристика 5. При значени­ях О< < 1 двигатель работает на промежуточных