Широтно-імпульсні перетворювачі - студопедія
Спрощена принципова схема вихідного моста ШИП представлена на рис. 6.41. Міст містить чотири транзисторних ключа VT1 - VT4. У діагональ моста, утвореного транзисторними ключами, включена навантаження. Навантаженням в приводах постійного струму є двигун постійного струму. В електроприводах двигун постійного струму управляється, як правило, по ланцюгу якоря, оскільки тільки при такому управлінні їх можна отримати якісні показники приводу. Харчування ШИП здійснюється від джерела постійного струму, шунтуватися конденсатором.
Найбільш простий спосіб управління ШИП по ланцюгу якоря - симетричний. При симетричному способі управління в стані перемикання знаходяться всі чотири транзисторних ключа моста, а напруга на виході ШИП є знакозмінні імпульси, тривалість яких регулюється вхідним сигналом. У ШИП з симетричним керуванням середня напруга Uя на виході ШИП дорівнює нулю, коли відносна тривалість включення g0 = 0,5. Тимчасові діаграми ШИП при симетричному способі управління наведено на рис. 6.42. Симетричний спосіб управління зазвичай використовується в малопотужних приводах постійного струму.
Мал. 6.41. Принципова схема вихідного моста транзисторного ШИП
Мал. 6.42. Тимчасові діаграми ШИП при симетричному способі управління
Його перевагою є простота реалізації і відсутність зони нечутливості в регулювальної характеристики. Недоліком ШИП з симетричним керуванням є двухполярной напруга на навантаженні і, в зв'язку з цим, підвищені пульсації струму в якорі виконавчого двигуна.
Прагнення виключити цей недолік призвело до розробки способів, що забезпечують однополярної напруга на виході ШИП. Найпростішим з них є несиметричний.
Несиметричне управління представлено на рис. 6.43, а.
В цьому випадку перемикаються транзисторні ключі фазной групи VT3 і VT4 (ключі VT1 і VT2 при протилежної полярності вхідного сигналу), транзисторний ключ VT1 постійно відкритий і насичений, а ключ VT2 постійно закритий. Транзисторні ключі VT3 і VT4 переключаються в протифазі, забезпечуючи протікання струму якоря від протидії ЕРС двигуна. При цьому на виході ШИП формуються однополярні імпульси і середня напруга на виході дорівнює нулю, коли відносна тривалість включення одного з нижніх за схемою рис. 6.41 транзисторів g0 = 0.
Недоліком розглянутого способу управління є те, що верхні за схемою транзисторні ключі (VT1. VT3) по току завантажений більше, ніж нижні. Цей недолік усунуто при почерговому управлінні, тимчасові діаграми якого зображені на рис. 6.43, б.
Тут при будь-якому знаку вхідного сигналу в стані перемикання знаходяться всі чотири транзисторних ключа моста, при цьому частота перемикання кожного з них в два рази менше частоти напруги на виході. Керуючі напруги транзисторних ключів однієї фази моста VT1. VT2 і VT3. VT4 постійно знаходяться в протифазі; при цьому ключі перемикаються через період вихідної напруги Т .Цим досягаються однакові умови роботи напівпровідникових приладів в мостовій схемі.
Мал. 6.43. Способи управління СТК ШИП
Узагальнена функціональна схема управління транзисторним ШИП зображена на рис. 6.44. Вона містить генератор (Г), генератор пилкоподібної напруги (ДПН), схему порівняння (СС), розподільник імпульсів (РІ) і підсилювачі (У). Як правило, між підсилювачами сигналу управління і розподільником включені елементи гальванічної розв'язки (Оптотранзистори). Діаграми на рис. 6.45 пояснюють принцип роботи схеми управління ШИП.
Мал. 6.44. функціональна схема
управління транзисторним ШИП
Мал. 6.45. Тимчасові діаграми в схемі управління ШИП
При деякому знаку вхідного сигналу керуючі імпульси U1. U4 тривалістю t = (1 + g) Т подаються на діагонально розташовані транзисторні ключі (рис. 6.43) із зсувом на полперіода, а керуючі імпульси U2. U3 тривалістю t = (1 - g) Т. також із зсувом на полперіода, подаються на транзистори протилежного діагоналі (VT2. VT3). У цьому випадку на інтервалі навантаження підключена до джерела живлення за допомогою діагонально розташованих ключів, а на інтервалі
(1 - g) Т навантаження закорочена за допомогою верхніх або нижніх транзисторних ключів. При зміні знака вхідного сигналу порядок управління діагональними ключами змінюється на протилежний. При почерговому управлінні на навантаженні формуються однополярні імпульси тривалістю Т, пропорційної сигналу на вході.