Одноплечевой ШИП с симметричным законом управления
К преобразователям постоянного напряжения относятся широтно-импульсные преобразователи и импульсные источники электропитания постоянного тока [1, 2].
Широтно-импульсные преобразователи (ШИП) используются, как правило, в регулируемых электроприводах постоянного тока. По построению ШИП можно разделить на одноплечевые (рис. 176 а) и мостовые (двухплечевые). Питание первых осуществляется от источника со средней точкой.
Для управления ШИП используются в основном три способа (алгоритма):
- симметричный;
- несимметричный;
- поочередной.
Два последних способа используются только в мостовых ШИП.
При симметричном способе управления транзисторы плеча переключаются в противофазе (рис. 176 г).
Рассмотрим последовательность образования коммутационных интервалов и электромагнитные процессы в ШИП при симметричном управлении для общего случая 
, 
нагрузки с противо э.д.с. При включении верхнего по схеме транзистора VT1 и выключении нижнего VT2, образуется цепь + 
, VT1, , , Е, - (рис. 176 б) для протекания тока нагрузки. К нагрузке в этом интервале прикладывается напряжение питания , а ток увеличивается от минимального значения 
до максимального 
(рис. 176 г). Напряжение на транзисторе VT1 на этом интервале равно нулю, а ток равен току нагрузки.
Рис. 176. Одноплечевой ШИП с симметричным законом управления
На транзисторе VT2 напряжение равно 2 . Это напряжение является отрицательным для диода D2 и ток через него равен нулю. При включении нижнего по схеме транзистора VT2 и выключении верхнего VT1 ток, поддерживаемый индуктивностью нагрузки, продолжает протекать в том же направлении. При этом образуется цепь, показанная на рис. 176 в, в которой ток нагрузки протекает навстречу э.д.с. и источнику . На этом интервале напряжение на нагрузке изменяет знак, а ток уменьшается.
К транзистору VT1 прикладывается напряжение 2 , диод D2 открыт, напряжение на нём равно нулю, а ток равен току нагрузки (рис. 176 в).
Если к началу рассматриваемого интервала в индуктивности нагрузки накоплена достаточная энергия, то такое состояние цепи сохраняется до очередного переключения транзисторов плеча. Если эта энергия недостаточна, то ток может упасть до нуля, а затем изменить направление под действием и э.д.с. В этом случае он переходит с диода D2 на транзистор VT2.
Поскольку диод и транзистор во включённом состоянии считаются идеально замкнутыми ключами, то на анализ электромагнитных процессов перехода тока с диода на транзистор не сказывается. При этом реализуется два состояния силовой части ШИП: одно – когда VT1 включён, а VT2 выключен; второе – когда VT1 выключен, а VT2 включен. Длительности этих состояний соответственно равны 
Т и (1 - ) Т, где - относительная длительность первого состояния, изменяющаяся от 0 до 1.
Поэтому можно считать, что в схеме на периоде образуются два коммутационных интервала, схемы замещения на которых показаны на (рис. 176 б, в). При симметричном законе формируется знакопеременное напряжение на нагрузке, а среднее значение этого напряжения определяется из выражения:
, (1)
оно равно нулю при 
= 0,5, при > 0,5 среднее напряжение на нагрузке положительное, при < 0,5 – отрицательное. Регулировочная характеристика ШИП при симметричном управлении, рассчитанная по (1), показана на рис. 177.
Функциональная схема управления (СУ), реализующая симметричное управление ШИП, показана на рис. 178 а, а электромагнитные процессы – на рис. 178 б.
Рис. 177. Регулировочная характеристика ШИП при симметричном управлении
Генератор пилообразного напряжения (ГПН), тактируемый генератором импульсов (Г) вырабатывает(пилообразное напряжение) с периодом Т. Схема сравнения (СС) представляет собой релейный элемент, который переключается с плюса на минус и обратно, в момент равенства напряжения с выхода ГПН и напряжения на входе (рис. 178 б). Для управления ШИП распределитель импульсов (РИ) имеет два выхода: один – прямой, второй – инверсный. Эти импульсы, усиленные усилителями, поступают на базы транзисторов VT1, VT2, переключая их в противофазе (рис. 176, 178 б).
Рис. 178. Функциональная схема управления ШИП (а) и электромагнитные процессы (б)
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 30; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!