Файл: Бродовский В.Н. Приводы с частотно-токовым управлением.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.07.2024

Просмотров: 111

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

и Дз. т. е. обеспечивается при

разомкнутых

 

ключах

Ki,

Кз.

 

 

 

 

 

 

i

 

 

Соответственно при

м в х < 0 нарастание

тока

обеспе­

чивается через диоды Д% Дь при

разомкнутых

 

ключах

Кг,

Ki. Напомним, что в ПТ без люфта ток i

при

работе

с

сигналами

" у . м а к с < " в х < « у . м а кс

изменяет знак

(рис.

2-5,а)

и потому

требуется

'попарное

включение

(выключение)

ключей Ki, Кз и Kz,

Ki.

 

 

 

 

 

На

практике выбирают ив х .л =

«у.макс>

что

позволяет

уменьшить число переключений ключей Ki—Ki

усилите­

ля напряжения в 2 раза по сравнению с числом пере­ ключений этих же ключей при работе в ПТ без люфта. Снижение числа переключений ключей в ПТ с люфтом улучшает энергетические показатели ПТ и всего привода в целом. С другой стороны, работа усилителя напряже­ ния в ПТ становится за счет люфта высоконадежной, так как коммутация ключей какой-либо пары происхо­ дит при разомкнутых ключах другой пары и тем самым исключается состояние, при котором смежные по нагруз­ ке ключи могут быть открытыми одновременно. Отме­ тим, что в ПТ без люфта в момент переключения пар ключей смежные по нагрузке ключи могут быть откры­ тыми одновременно. Поэтому на практике приходится применять специальные меры, предупреждающие воз­

никновение

больших токов по цепям этих ключей.

2-5.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА С Л Ю Ф Т О М

И С П Р О Г Р А М М Н Ы М УПРАВЛЕНИЕМ

Преобразователь тока с люфтом и с программным управлением может быть построен на основе различных

принципов формирования сигналов

управления

и\—и\

схемой формирования рис. 2-2 ![Л.

37, 38]. Общим

для

всех ПТ с программным управлением является использо­

вание таких

состояний

ключей Ki—Ki,

когда

наряду

с состояниями, характеризуемыми

двумя

замкнутыми

одновременно

ключами

(например,

Ki, Кз

или

Кг, Ki),

могут быть использованы состояния только с одним зам­ кнутым ключом (любым из ключей Ki—Ki). Как и рас­ смотренный выше ПТ с люфтом, ПТ с люфтом и с про­ граммным управлением начинает формировать ток на­ грузки только при превышении входным сигналом ивх некоторого значения ивх.л, характеризующего люфт пре-

96


образователя. Для определенности будем считать, что

^ВХ.Л —'IAy.MQ.KC-

Рассмотрим работу ПТ с люфтом и с программным управлением в случае формирования им положительноного тока I (рис. 2-3) для двух режимов работы нагруз­ ки: для' режима потребления энергии нагрузкой, когда

напряжение

U{>0

и

направлено

навстречу

току I

(рис.

2-11), и для

режима

возврата

энергии

нагрузкой,

когда

напряжение

Mi<0 и направлено по

току I

(рис. 2-12). Рассмотрим

рис. 2-11 и примем для

момента

времени 4 = 0: «i=const>0;

цБ х = сопз1 > « В х . л ;

f = iM im. т. е.

г/вх—'«о.с = Иу.макс;

включены ключи

Кг И

Ki (Kl

и Кз —

разомкнуты). С момента времени to начинается

нараста­

ние тока i,

'которое при названных

условиях

(режим по­

требления

энергии)

возможно

при

замкнутых

ключах

К.% Ki

под действием

напряжения

Un.

 

 

 

В

момент

времени

ti, когда

г*Б х—«о.о = — «у . макс» не­

обходимо обеспечить

спад

тока

I.

Схема

формирования

выключит только

один

ключ на пары Кг, Ki

(например,

ключ Кг)- На рис. 2-11

показано, какие ключи

включе­

ны на участках

нарастания и спада

тока

/'. При одном

 

11

'

}

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кг,

 

к,

h

 

Kz

Кг

К,

 

Kz,Ki,

T-MUH

 

 

К,

 

 

 

 

 

К,

 

 

ii,>0;u,<-^.

 

 

At,

Ah

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

t

 

 

£„ tj

 

t 2

t3

1 * t s

 

t s

 

 

 

 

Pnc. 2-11. График изменения тока нагрузки

 

 

ПТ с люфтом и программным

управлением.

 

 

замкнутом ключе Ki ток i будет спадать в контуре, со­ стоящем из цепи нагрузки, диода Д\ и ключа Ki. Спад тока будет происходить под действием напряжения Иь направленного навстречу току /.

 

В момент времени h, когда разность ивх—"о.с

 

вновь

достигнет значения Иу.макс,

'будет

включен

члюч

Кг и

ток

i начнет нарастать. В

момент

времени

 

разность

" в х — « о . с

станет равной — Иу . макс и будет выключен

ключ

Ki

(Кг

останется включенным).

Тогда ток

i

спадает

в контуре, состоящем из ключа Кг, диода Дз и цепи на­ грузки. Далее опять включается ключ Ki и ток нараста-

7—318 Q7


 

1

 

ет и т. д. Нарастание тока происходит

по одному

кон­

туру из ключа Кг, цепи нагрузки, ключа

К/, и источника

напряжения Un, а спад тока — по двум

контурам,

наз­

ванным выше. Спад тока то двум различным контурам обеспечивает равномерную загрузку силовых ключей ПТ,

поэтому такой

режим работы силовых ключей является

желательным на

практике.

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим режим возврата энергии (рис. 2-12) и

примем для момента

времени to—0: и\ = const<0; ипх

=

=

const>«„x^;

1 = '.\шн; включен

один ключ из пары

Кг,

К,

(.пусть ключ

Кг).

С момента времени to начинается

 

•i

 

i

0

 

2Л1

 

,1иа.м

/

 

 

 

 

 

V

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

At,

 

Att

 

 

 

 

u,<0;|a,|<^-

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t0

tf

t2

t3

ti,

tj

t6

 

 

 

 

Рис.

2-12.

График изменения тока нагрузки ПТ

 

 

с люфтом и программным управлением.

 

 

нарастание

тока

/,

которое

происходит

тод

действием

только напряжения

их. При этом

ток i

будет

нарастать.

в контуре из ключа

Кг, цепи

нагрузки и диода Дз-

 

 

В момент времени ti при

«пх—«о.с =

—«у.маис должен

начаться спад

тока

i.

При

M I < 0

спад

положительного

тока i может

быть

обеспечен только

три

включении

в контур протекания тока / напряжения источника лита­

ния Uп навстречу

току i. Это достигает при

выключении

в момент времени

ti ключа Кг- Ток i будет

спадать по

контуру из диода Ди цепи

нагрузки, диода Дз и источни­

ка литания (энергия возвращается

нагрузкой в источник

литания).

 

 

 

 

 

 

В момент времени t2, когда разность uu x —«о.с снова

станет равной

иу .М акс (i =

imm), будет включен ключ К,

и ток i начнет

нарастать по контуру из ключа

Кь

диода

Д1 и цепи нагрузки под действием

напряжения

tii. Далее

будет выключен ключ Ki

(момент

времени ts,

*' = 1'макс).—

ток спадает лод действием

напряжения Иа

и затем

будет

опять нарастать при включенном

ключе

Кг,

как

и на

участке времени t%—/0=A*i. Для рассмотренного ре­ жима работы ПТ характерно, что нарастание тока i идет при одном замкнутом ключе Кг или Кь а спад — при

9?


Обоих

разомкнутых ключах Кг, Kt

(ключи К\, Кз

при

"вх.л =

«у.макс в формировании тока

L не участвуют,

см.

§2 - 4) .

Таким образом, для положительного значения тока I (положительного входного сигнала ивках,л) в схеме формирования ПТ должны быть предусмотрены две программы управления ключами Кг, Кьт зависимости от направления (знака) напряжения ui (в зависимости от режима работы нагрузки). Одна программа управления для случая «i>'0 (программа П1) обеспечивает следую­ щую последовательность нахождения во включенном

состоянии ключей Кг, К',: включены Кг,

К',; включен Кг;

включены Кг, К/,; включен Кь включены Кг, Кь

включен

Кг

и т. д. Эта программа

требует следующей

очередно­

сти

 

сигналов управления,

формируемых

СФ:

включить

Кг;

выключить /С; включить К/,; выключить Кг;

включить

Кг;

выключить Kt,; включить К/, и т. д.

 

 

 

 

 

Другая программа управления ключами Кг,

К/, при

щ<0

(программа П2) обеспечивает следующую

после­

довательность

нахождения

во включенном

(выключен­

ном)

состоянии

ключей Кг, К/,: включен

Кг,

выключены

Кг,

КА; включен К/,; выключены Кг, Кь включен Кг и т. д.

Для обеспечения этой программы управления ключами Кг, Kk СФ должна формировать следующую очередность сигналов управления: включить Кг', выключить Кг; вклю­ чить К/,; выключить /0,; включить Кг и т. д.

Рассмотрим, каким образом можно осуществить на­ чальный выбор той или иной программы и автоматиче­ ский переход от одной программы к другой при измене­ нии режима работы нагрузки (при изменении знака UL). Можно, например, осуществлять контроль за знаком на­ пряжения Ui и по результатам его настраивать работу СФ в соответствии с требуемой программой управления ключами. Можно поступить иначе. Например, вести из­ мерение разности иах—г^о.с с помощью дополнительной уставки напряжения ы'у.макс=, (-1,, 5н-2)иу .макс.

Работа ПТ с дополнительной уставкой и'у.макс в СФ происходит следующим образом. Допустим, что при Ui>0 и при И в х — « о . с = ' % . м а к с в момент времени U=0 включенным оказался только один ключ Кг (рис. 2-13).

Тогда ток i будет продолжать спадать

и разность ыВх—•

— " о . с достигнет значения ы'у.макс,

а

ток

i — значения

*'м1ш-0'мин- При г^вх—Ио.с'у.макс

в момент

времени ty

СФ подает сигнал управления на

включение ключа К/,.

7*

99