Казачковський_аппч2

На відміну від несиметричних законів усі ключі перемикаються з однією частотою.

На рис. 2.36, як і на рис. 2.30, завдяки зміні шпаруватості електрична машина переходить із режиму двигуна з малим навантаженням через режим динамічного гальмування до противмикання.

Почерговий закон комутації є найбільш досконалим алгоритмом керування і широко використовується для керування не лише переривниками, а й автономними інверторами напруги з ШІМ (див. п. 3.9).

Приклад 2.5. Побудова діаграм напруги та струму

Задані часові діаграми імпульсів керування (рис. 2.37,б), поданих на бази транзисторів однофазного мостового переривника (рис. 2.37,а), навантаженням якого є двигун постійного струму. Відповідно з цими імпульсами побудувати приблизний вигляд часових діаграм вихідних напруги та струму переривника, а також транзисторів та діодів для випадків, коли двигун працює в рушійному та рекуперативному режимах. Миттєвий струм безперервний і у жодному з режимів знаку не змінює.

Побудову почнемо з діаграми напруги, оскільки її вигляд не залежить від режиму роботи двигуна. На інтервалі часу І, коли ключі однієї діагоналі отримують керуючі імпульси (у даному випадку VT2 та VT3), до навантаження завжди прикладена напруга (у даному випадку негативна), оскільки забезпечено протікання струму якоря в обох напрямках (або транзисторами, або їхніми зворотними діодами). На інтервалі часу ІІ, коли замість VT3 імпульс отримує VT4, напруга від джерела не може надійти до якоря, і напруга на ньому дорівнює нулю (див. криву напруги на рис. 2.37,в). Проти-ЕРС якоря в рушійному та рекуперативному режимах повинна мати напрям, протилежний середній напрузі.

Рис. 2.37. До прикладу 2.5

61

Рис. 2.39. Зовнішні характеристики переривника

Зовнішні характеристики (рис. 2.39,а) з різними шпаруватостями мають вигляд гіпербол, які виходять із точки ( 0,U d ).

У режимі гранично-безперервного струму середня напруга

U Uгр Ud .

Підставивши з цього виразу до рівняння ЗХ, отримаємо рівняння граничної лінії (параболи), яка розподіляє області переривистого та безперервного струмів (лінія 1 на рис. 2.39,а):

Праворуч граничної лінії розташовані ЗХ режиму безперервного струму, які практично паралельні осі струму.

Подібним чином можна отримати рівняння ЗХ для режиму рекуперації

(рис. 2.39,б):

Рівняння граничної лінії аналогічне рівнянню (2.6).

2.8. Регулювальні характеристики переривників 

Використовують три типи регулювальних характеристик (РХ) перерив-

ників:

характеристика силової частини як залежність середньої вихідної напруги від шпаруватості U f ;

характеристика системи керування як залежність шпаруватості від керуючої (задавальної) напруги f uк ;

характеристика переривника в цілому як залежність середньої вихідної напруги від керуючої напруги U f uк . Вона є добутком двох попередніх РХ.

Унаслідок трикутної (кусково-лінійної) форми опорної напруги регулювальні характеристики систем керування є прямим лініями, нахил яких залежить від закону керування переривником.

63

Характерною особливістю системи керування послідовним переривником (так само, як і паралельного, двоквадрантного та мостового з НЗК) є наявність напруги зміщення, величина якої дорівнює амплітуді опорної напруги U опm . Регулювальна характеристика цієї системи керування є прямою лінією,

рівняння якої можна знайти з таких міркувань. Згідно з рис. 2.18 нульовій напрузі керування відповідає нульова шпаруватість, а максимальній (яка дорівнює подвоєній амплітуді опорної напруги) – одинична. Звідси залежність між шпаруватістю та напругою керування

У системах керування мостовим переривником із симетричним та почерговим законами комутації напруга зміщення відсутня, а максимальна напруга керування, якій відповідає 1, дорівнює амплітуді опорної (рис. 2.27 та 2.30).

Для почергового закону нульовій напрузі керування відповідає нульова шпаруватість. Тому РХ системи керування так само проходить через початок координат, хоча нахил вдвічі більший порівняно з (2.7)

ключі (як керовані, так і некеровані) потребують певного часу, щоб включитися ( tвклmin ). Тому, якщо враховувати реальні властивості ключів, у регулювальній

характеристиці з’являються нелінійні ділянки OAB та DFG, а шпаруватості, більші за max T tвкл min T та менші за min tвкл min T , недосяжні.

64

66

U

Ud G

A

B B

U=E A

-Ud

Рис. 2.44. РХ силової частини мостового переривника з несиметричним законом комутації

Рис. 2.45. РХ силової частини мостового переривника з симетричним (а) та почерговим (б) законами комутації

Регулювальні характеристики (рис. 2.46) переривника в цілому з урахуванням (2.8), (2.9), (2.12) та (2.13) для обох законів комутації матимуть однаковий вираз

U Ud uк .

Uопm

67

Тому й коефіцієнт передачі мостової схеми для цих законів удвічі більший, ніж для несиметричних:

2.9. Вплив мертвого часу на характеристики переривника

Якщо вихідний струм переривника тривалий час не змінює знак, наявність “мертвого часу” в сигналах керування ключами (п. 2.5) спотворює форму вихідної напруги. На рис. 2.47 показані сигнали керування ключами мостового переривника, його вихідні напруга та струм за різних полярностей останнього. Між моментами зняття сигналів керування з однієї діагоналі та подачею їх до

Рис. 2.47. Вплив “мертвого часу” на форму вихідної напруги

68