Работа схемы импульсного регулятора напряжения двигателя постоянного тока.

 

В простейшем случае импульсное регулирование напряжения можно осуществить ключом S (рис.1, а), который периодически замыкает и размыкает цепь двигателя М, вследствие чего к нему подводятся импу­льсы напряжения прямоугольной формы. Продолжительность (ширина) импульса t_н и паузы t_п (рис. 1, б) определяет среднее напряжение на двигателе Ud. Изменяя моменты времени замыкания и размыкания клю­ча, можно плавно регулировать продолжительность импульсов от нуля до Т (период частоты подачи импульсов) и таким образом плавно регу­лировать напряжение Ud от нуля до напряжения Uи источника питания.

Поскольку двигатель обладает определенной индуктивностью и в цепь его включают сглаживающий реактор Ld, ток i, поступающий от источника питания в двигатель, нарастает не мгновенно, а по апериоди­ческому закону (рис. 1, в). При разомкнутом ключе S ток двигателя также падает по апериодическому закону и замыкается через обратный диод V (см. рис. 1,а), включенный параллельно двигателю.

Таким образом, ток i в цепи двигателя слагается из тока i_и посту­пающего от источника, и тока i_v, замыкающегося через диод V, поэтому он имеет пульсирующий характер.

Рис. 22 Принципиальная схема импульсного регулятора напряжения двигателя постоянного тока (а), кривые изменения напряжения(б) и тока (в).

Работа схемы тиристорного прерывате­ля для частотно-импульсного регулирования напряже­ния, двигателя постоянного тока.

Частотно-импульсное регулирование напряжения осуществляется обычно тиристорным прерывателем (рис. 2,6), который выполняется без вспомогательного тиристора. Главный тиристор VI в этом прерыва­теле запирается благодаря применению колебательного контура LC, который обеспечивает естественное уменьшение до нуля импульса тока, проходящего через тиристор VI. Катушка индуктивности L подключена последовательно с тиристором VI, а коммутирующий конденсатор С включен параллельно этой цепи.

Импульсное регулирование позволяет: плавно изменять частоту вращения двигателей постоянного тока; питать эти двигатели напряже­нием от сети, значительно превышающим номинальное (тиристорный прерыватель используется здесь как трансформатор постоянного тока): осуществлять рекуперативное торможение двигателей с отдачей электри­ческой энергии источнику питания; плавно регулировать возбуждение двигателей (тиристорный прерыватель включается параллельно обмотке возбуждения и периодически замыкает и размыкает ее или включается последовательно и изменяет приложенное к ней напряжение); плавно регулировать сопротивление резисторов, включенных в цепь двигателя при реостатном пуске и реостатном торможении (тиристорный преры­ватель включается параллельно пусковому или тормозному резистору, периодически замыкает и размыкает его и изменяет тем самым его соп­ротивление).

 

 

 

Рис. 23 Схемы тиристорных прерывателей для частотно-импульсного (б) регулирования напряжения двигателя постоянного тока.

 

Задание к лабораторной работе №5

«Исследование принципа действия частотно-импульсного регулятора»

 

Цель работы:

Исследовать устройство и принцип действия, а также научится собирать схему частотно-импульсного регулятора.

 

I.Оборудование:

1. Прикладная программа Electronics Workbench.

2. ПК Pentium III.

3. Локальная сеть.

4. Мультимедийный проектор.

5. Техническая литература.

 

II. Порядок выполнения работы:

1. Ознакомится со схемой частотно-импульсного регулятора.

2. Собрать схему частотно-импульсного регулятора в прикладной программе Electronics Workbench..

3. Подключить осциллограф к источнику питания и нагрузке, снять характеристики напряжения источника питания и нагрузки.

4. Опытным путем подобрать индуктивность, емкость для увеличения среднего напряжения на нагрузке.

5. Подключить осциллограф к нагрузке, снять характеристики напряжения нагрузки.

6. Выполнить отчет по работе.

 

III.Содержание отчета.

 

1.Начертить схему частотно-импульсного регулятора.

2.Начертить диаграмму характеристик напряжения источника питания и нагрузки.

3.Описать принцип действия частотно-импульсного регулятора.

4.Сделать вывод по работе.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Дайлидко А.А. Электрические машины тягового подвижного состава. М.: УМК МПС России, 2002.

2. Зорохович Н.Е., Крылов С.С. Основы электроники для локомотивных бригад. М: Транспорт, 1992.

3. Бервинов В.И. Электроника, микроэлектроника и автоматика на железнодорожном транспорте, 1983.

Дополнительная

4. Бурков Т. А. Электронная техника и преобразователи. М.: УМК МПС России, 1999.

5. Стрекопытов В.В., Грищенко А.В., Кручек В.А., Электрические передачи локомотивов. М.: Маршрут, 2003.

6. Папченков СИ. Электрические аппараты и схемы тягового подвижного состава железных дорог. Учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта. М.:2000.

7. Васин В.М. Электрический привод: Учебник пособие для техникумов. - М.: Высшая школа. - 1984.

8. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

9. Армейский Е.В., Прокофьев П.А., Фалк Г.Б. Автоматизированный электропривод: Учебное пособие сред. ПТУ.- М.: Высшая школа, 1987.

10. Дунаев С.Д. Электроника, микроэлектроника и автоматика. М.: УМК МПС России, 2003.