Импульсное регулирование скорости электроприводов

Импульсное регулирование скорости применяется для ДПТ и асинхронных двигателей.

Оно реализуется путем периодического включения и отключения двигателя, резистора или путем изменения его схемы.

Предположим, что за время включения средней момент двигателя был М₁, а за время паузы момент снизился до значения М₂ (рисунок 6.16). Продолжительность включения определяется уравнением:

Ԑ . (6.17)

Средний момент за время цикла определяется по формуле:

Ԑ Ԑ (6.18)

Из уравнения (6.18) найдем Ԑ:

Ԑ (6.19)

В уравнении (6.19) средний момент М_ср равен моменту сопротивления М_с.

Из уравнения (6.19) видно, что если М_с=f(ω), то для изменения скорости вращения требуется изменить Ԑ. Это наиболее просто осуществляется при широтно – импульсной модуляции продолжительности включения.

Рисунок 6.16. К вопросу об импульсном регулировании скорости: а – схема импульсной коммутации резистора в цепи якоря; б – изменение момента двигателя при включении контактора и при отключении контактора; в – механические характеристики при импульсном регулировании скорости путем коммутации R_д.

Очевидно, что с увеличением Ԑ при неизменной нагрузке на валу двигателя угловая скорость его будет возрастать, а при Ԑ =1 двигатель будет работать на естественной характеристике (ключ К постоянно замкнут). При Ԑ =0 ключ будет работать на реостатной характеристике, соответствующей постоянно включенному резистору R_д (ключ К разомкнут). При других значениях Ԑ эквивалентное (усредненное) добавочное сопротивление в цепи якоря определяется соотношением:

Ԑ (6.20)

Очевидно, что механические характеристики при изменении Ԑ равносильны включению некоторого сопротивления R_доб.э (рисунок 6.16, в). Этот способ имеет также показатели регулирования что и включение добавочных резисторов в цепь якоря ДПТ или в цепь ротора АД.

На рисунке 6.17, а изображена схема импульсного регулирования скорости АД с фазным ротором.

Рисунок 6.17. Принципиальная электрическая схема электронного импульсного коммутатора в цепи ротора АД (а) и механические характеристики импульсного регулирования.

Работает схема рисунок 6.17, а следующим образом. Включают VS1. Ток ротора протекает через выпрямитель UZ, резистор R_д, тиристор VS1. Ток ротора ограничивается резистором R_д. В это время конденсатор С заряжается через резистор R_зар плюсом на нижней обкладке, а минусом – на верхней обкладке через открытый VS1.

При включении VS2 и VS1, отчего тиристор VS1 закрывается. Поскольку R_зар> > R_д, то закрывается и тиристор VS2. Далее цикл работы повторяется.

Импульсный метод регулирования скорости вращения реализуется простыми схемами управления. Однако он неэкономичен и находит ограниченное применение.