Лабораторная работа 6. Электропривод системы ШИП-ДПТ с НВ

Цель: Определить момент инерции электропривода методом свободного выбега.

Развитие силовой преобразовательной техники, прежде всего силовых транзисторов с изолированным затвором (IGBT), открыло широкие возможности создания регулируемых источников постоянного напряжения (тока).

Основные достоинства IGB-транзисторов:

– высокие параметры силовой цепи (напряжение до1500 В, ток до 500 А

с возможностью параллельной работы);

– малая мощность управления;

– высокая частота переключений – десятки кГц;

– модульная конструкция, объединяющая транзистор, быстродействующий обратный диод и элементы цепей управления и защиты.

Указанные достоинства делают эти приборы идеальными ключами, позволяющими с высокой частотой производить коммутацию электрических цепей.

Система ШИП-ДПТ на IGB-транзисторах для реверсивного электропривода приведена на рис. 1. В ней используются четыре транзисторных ключа VT1…VT4, включенные по мостовой схеме. Якорь двигателя включен в диагональ моста. Протекание тока в цепи якоря в одном направлении происходит через транзисторные ключи VT1, VT2, в другом – через ключи VT3, VT4. Для обеспечения непрерывности протекания тока якоря служат обратные диоды VD1….VD4. Широтно-импульсное регулирование напряжения на якоре двигателя в данной схеме может производиться формированием управляющих напряжений каждого из ключей несколькими способами.

При несимметричном управлении (рис. 2,а), постоянно открыт ключ VT1, а ключ VT4 закрыт. Якорь двигателя в течение времени t₁ подключен на полное напряжение U ключом VT2, а в течение времени t₂ ключ VT2 закрывается, включается ключ VT3, напряжение снимается. Реактивный ток замыкается через диод VD3. На якоре формируются однополярные импульсы напряжения U_Я. Изменение полярности импульсов напряжения на якоре достигается при постоянно открытом ключе VT3 и постоянно закрытом ключе VT2. При несимметричном управлении возникает режим прерывистого тока.

При симметричном управлении (рис. 2,б) реализуется одновременное управление двумя диагонально расположенными ключами VT1 и VT2, а затем VT3 и VT4. В течение времени t₁ включены ключи VT1, VT2, а в течение времени t₂ = Т_К – t₁ включены VT3, VT4. При t₁= t₂ (γ = 0,5) среднее напряжение на якоре U_Я = 0, при t₁ > t₂ (γ > 0,5) напряжение U_Я > 0, при t₁ < t₂ – (γ < 0.5), U_Я < 0. За время каждого периода заданной тактовой частоты на якорь двигателя подается двухполярное напряжение U_Я. В результате обеспечивается плавное регулирование среднего напряжения на якоре – U < U_СР < U без зоны нечувствительности при γ = 0,5 по закону U_СР = (2·γ–1)·U.

Рисунок 1. Схема включения системы ШИП-ДПТ с НВ.

а) б)

Рисунок 2. Диаграммы напряжений: а) алгоритм управления – несимметричный;

б) алгоритм управления – симметричный.