ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С СИММЕТРИЧНЫМ СПОСОБОМ УПРАВЛЕНИЯ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.3.076.7

Бармин Е.А. магистрант Прокопов Д.И. магистрант

ФГБОУ ВО «Череповецкий государственный университет»

Российская Федерация, г. Череповец ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С СИММЕТРИЧНЫМ СПОСОБОМ УПРАВЛЕНИЯ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

Аннотация: В статье рассматривается один из способов управления широтно-импульсным преобразователем симметричный способ управления. Показан принцип работы преобразователя, указаны отличительные особенности, помогающие отличить описываемый способ от других. Рассмотрены преимущества и недостатки данного способа управления.

Ключевые слова: Широтно-импульсные преобразователи, симметричный способ управления, двигатели постоянного тока, транзисторные ключи.

Barmin E.A. graduate student FGBOU VO "Cherepovets State University " Russian Federation Cherepovets Prokopov D.I. graduate student FGBOU VO "Cherepovets State University " Russian Federation Cherepovets PULSE WIDTH CONVERTERS WITH A SYMMETRICAL CONTROL METHOD IN THE ELECTRIC DRIVE.

Abstract: In this paper, one of the methods of controlling the pulse-width converter is a symmetric control method. The principle of operation of the converter is shown, the distinctive features that help distinguish the described method from others are indicated. The advantages and disadvantages of this method of management are considered.

Keywords: pulse width converters, symmetrical control method, direct current motors, transistor keys.

Силовая электроника является неотъемлемой частью современной промышленности . С помощью полупроводниковых приборов в области электропривода появилась возможность производить высокоэффективное и экономное регулирование механизмов. Наиболее перспективными приборами силовой электроники являются MOSFET и IGBT для схем преобразователей мощностью от единиц ватт до единиц мегаватт.[1, с. 138].

Основным назначением широтно-импульсного преобразователя в электроприводе является регулирование частоты вращения вала электродвигателя. У двигателей постоянного тока это достигается при помощи регулирования напряжения на выходе преобразователя. Одна из возможных структурных схем управления двигателем постоянного тока при помощи широтно-импульсного преобразователя приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема управления ДПТ на основе ШИП.

Принцип работы схемы заключается в том, что с приходом сигнала управления в блок Код-ШИМ (в частности восьмиразрядного двоичного кода и дополнительного знакового разряда sign m), цифровой преобразователь код-ШИМ формирует последовательность широтно-модулированных импульсов, поступающих на распределитель РИ, который реализует заданный закон управления, заключающийся в коммутации силовых транзисторных ключей ТК1...ТК4 в определенной последовательности. Генератор Г определяет частоту работы преобразователя код-ШИМ. Устройства гальванической развязки УГР1...УГР4 исключают влияние силовой части схемы на низковольтную часть схемы управления, а также обеспечивают согласование сигналов управления с входными цепями силовых транзисторов. Устройства задержки УЗ1...УЗ4 необходимы для уменьшения величины сквозных токов которые возникают в моменты коммутации силовых транзисторных ключей каждой вертикали полумоста. Благодаря устройствам задержки снижается вероятность их пробоя. Силовые транзисторные ключи ТК1.. .ТК4 включены в мостовую схему. [2]

В частности для управления двигателя постоянного тока используется мостовая реверсивная схема, изображенная на рисунке 2 состоящая из силовых транзисторов VT1-VT4. Управление которыми происходит при помощи сигнала, выходящего с блока широтно-импульсного преобразователя.

Рисунок 2. Мостовая реверсивная схема.

Существует три разновидности управления силовыми транзисторами, один из которых называется симметричным способом управления.

При симметричном режиме работы широтно-импульсного преобразователя силовые транзисторы УГ1,УГ4 работают попарно одновременно, а два других VT2,VT3 аналогично, но в противофазе.

Если рассмотреть управляющие сигналы, идущие на базы транзисторов, изображенные на рисунке 3, то видно, что сигналы транзисторов VT1 и VT2 симметричны относительно друг друга. Именно за счет этого свойства данный метод называется симметричным.

Рисунок 3. Сигналы управления транзисторов.

Симметричный способ управления имеет свои преимущества и недостатки.

Одним из основных достоинств является то, что способ управления самый доступный и простой в реализации. Основным же недостатком этого способа управления является наличие двухполярного напряжения на

нагрузке, вследствие этого увеличиваются пульсации тока в подключаемой нагрузке. [3]

Использованные источники:

1. Терёхин, В.Б. Моделирование систем электропривода в Simulink (Matlab 7.0.1)[Текст]: учебное пособие / В.Б. Терёхин. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 320 с.

2. Проектирование приводов для стационарных и мобильных устройств на основе широтно-импульсных преобразователей. [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http: //de. donstu.ru/CDOCourse s/4923aeb0-7bae-4b01-bc17-07f1bcf290ac/3138/2933.pdf

3. Двигатели постоянного тока и управление ими с помощью широтно-импульсной модуляции. [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://ingeneryi.info/elektronika-elektrika/ne-razobrannoe-elektrika/269-dvigateH-postoyannogo-toka-i-upravlenie-imi-s-pomoschyu-sMrotno-impulsnoy-modulyacii-chast-1 .html