Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Принцип импульсного регулирования напряжения




 

В основе работы импульсных преобразователей лежит следующий принцип. Предположим, что нагрузка подключена к источнику напряжения через ключевой элемент “к”, который периодически замыкается и размыкается.

Время замкнутого (tр) и разомкнутого (t0) состояний ключа можно автоматически изменять, воздействуя на него сигналами, поступающими из системы управления “СУ”. В результате к нагрузке будет приложено импульсное напряжение, форма которого соответствует диаграмме, представленной на рис 64б.

Очевидно, что среднее значение напряжения на нагрузке будет зависеть от соотношения времени замкнутого и разомкнутого состояний ключа К.

 

Согласно определению среднего значения напряжения можно записать:

(4-67)

где Ud - среднее значение напряжения на нагрузке;

t = tр + t0 - период переключения ключа или время цикла регулирования;

¦ = 1/t - частота переключения ключа.

Отношение (tр /t) = g (4-68) называют коэффициентом заполнения периода рабочим импульсом. Изменяя g, можно регулировать выходное напряжение на нагрузке.

Иногда рассматривается обратная величина q = (1/ g) = (t / tр), которая называется скважностью работы ключа.

При установлении соотношений между входным и выходным напряжениями, выявляя зависимость тока импульсного преобразователя от регулирующей переменной мы будем использовать коэффициент g.

Регулирование напряжения в рассматриваемой схеме за счет изменения коэффициента g можно рассматривать как широтно-импульсное регулирование напряжения на нагрузке.

Возможны три способа регулирования напряжения:

Широтно-импульсное регулирование (ШИР), когда время tр - переменное, а частота ¦- постоянная;

Частотно- импульсное регулирование (ЧИР), когда время tр - постоянное, а частота ¦- переменная;

Широтно-частотное регулирование, когда время tр и частота ¦ - переменные.

Чаще всего используется первый способ регулирования выходного напряжения. Его мы будем рассматривать.

Таким образом время рабочего импульса и время паузы связаны с g соотношениями:

tр = gt (4-69)

 

t0= (1- g)t (4-70)

 

Схема регулирования напряжения и диаграмма, изображенные на рис 64, могут быть реализованы лишь при активном сопротивлении нагрузки.

При использовании импульсного регулирования в системах электропривода нагрузка имеет активно- индуктивный характер и часто в составе нагрузки присутствует источник ЭДС.

В таком случае должен быть предусмотрен обратный вентиль. Он обеспечивает непрерывность тока в нагрузке при разрыве цепи импульсным элементом (ключом). На рис 65 изображена схема диаграммы напряжения и тока при активно- индуктивной нагрузке с противо-ЭДС.

На основании баланса энергии, поступающей в нагрузку из сети (от Uпит) и энергии, которая тратится в нагрузке, выявим зависимость, (связь) между средним значением тока, напряжением питания Uпит , ЭДС нагрузки Eн и коэффициентом g. При получении этой зависимости введем допущение, что среднее и действующее значение тока в нагрузке равны. Это может иметь место при идеальной сглаженности тока (если Lн = ¥).

Uн I tр = Eн I tр + I2 Rн tр + WL (1)

 

WL = Eн I t0 + I2 Rн t0

Uн I tр = Eн I t + I2 Rн t (2)

 

Uн tр = Eн t + I Rн t

Разделим левую и правую части на t, тогда:

Uн g = Eн + I Rн

 

g = (Eн + I Rн )/ Uн (4-71)

 

I = (Uн g - Eн )/ Rн (4-72)

 

Рис 65

 

Уравнение (1) представляет собой уравнение баланса поступающей в нагрузку из сети энергии за время одного рабочего импульса (tр) и энергии, тратящейся в нагрузке за время t. WL - энергия, накапливаемая в индуктивности за время tр. Этой энергии достаточно для поддержания тока в нагрузке, равного I за время паузы (t0).

Прибавив к правой части уравнения значение WL , получаем уравнение баланса энергии (2). Дальнейшие действия ясны без пояснений.

Уравнение (4-71) дает связь переменной g с переменными I ,Uн ,Eн .

Уравнение (4-72) показывает, что регулирование тока в цепи нагрузки можно осуществлять изменением g при неизменных Rн ,Uн ,Eн.







Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 1516. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия