Питание ДПТ с управлением по системе ШИП—Д

При питании от источника постоянного напряжения или от неуправляемого выпрямителя регулируемый электропривод постоянного тока с якорным управлением выполняют, Как правило, по системе ШИП—Д (широтно-импульсный преобразователь — двигатель) (рис. 1.22). Эта система позволяет исключить сглаживающий дроссель в цепи якоря ДПТ за счет повышенной частоты коммутации якорной цепи ключевым каскадом ШИП, которая составляет обычно 1000… 1400 Гц, и тем самым повысить быстродействие ЭП.

Работа схемы (рис. 1.22, а) происходит следующим образом. Транзисторный коммутатор VT блока ШИП сигналами от устройства управления периодически с частотой коммутации Лом ⁼ 1/Г_Ком подключает и отключает электрическую цепь якоря ДПТ, которая шунтирована встречно включенным диодом КД,_6р. Так как частота коммутации повышенная, то за счет индуктивности якоря при подаче напряжения сети коммутатором VT в цепи якоря запасается электромагнитная энергия, и ток якоря /_с из-за.

Рис. 1.22. Функциональная схема (а) и временные диаграммы напряжения и тока регулируемого ЭП системы ШИП—Д.

противодействия ЭДС самоиндукции ?^_ом = —L (di/dt) нарастает по экспоненте (рис. 1.22, б).

При отключении напряжения сети коммутатором VTза счет запасенной электромагнитной энергии цепи якоря ЭДС самоиндукции i^_0M = —L (di/dt) этой цепи по правилу Ленца меняет направление на противоположное и удерживает уменьшение тока якоря /об_Р, который замыкается по цепи обратного диода VD^. Затем процесс повторяется вновь. Таким образом, при повышенной частоте коммутации за счет обратного диода и индуктивности якоря ток цепи якоря при ее периодическом подключении к источнику питания остается непрерывным. Среднее значение напряжения на якоре и_я, В, ДПТ в регулируемом ЭП по системе УВ—Д.

где U_c — напряжения питания (сети), В; е — относительная продолжительность включения нагрузки, е = W (*вкл + Wn) = WW.

При е = 1 на якорь ДПТ постоянно подается полное номинальное напряжение сети и ДПТ имеет естественную механическую характеристику. При s = 0 напряжение сети отключено и ДПТ оказывается включенным по схеме динамического торможения с нагрузкой в виде обратного диода VD_06р. Так как О < в < 1, то и плавное изменение напряжения на якоре ДПТ находится в диапазоне 0 я ф, А, для системы ШИП—Д рассчитывают по формуле.

где /_к j — ток короткого замыкания цепи якоря, А; Т_л = LJr" — электромагнитная постоянная времени цепи якоря, с; Т_ком = — период коммутации, с.

В отдельных случаях наряду с широтно-импульсным управлением ДПТ используют частотно-импульсное управление, при котором изменяется частота коммутации при неизменной продолжительности подключения электрической цепи нагрузки.