Электромеханические и механические характеристики

Временные диаграммы работы при симметричной коммутации представлены на рис. 3.19.

Рис. 3.19 Временные диаграммы электрических переменных

системы мостовой ПШИУ-ДПТс симметричной коммутацией

При симметричной коммутации открывающие импульсы подаются в противофазе на пары транзисторов VT1, VT4 и VT2, VT3 («мертвое» время не указано). Ток в схеме при такой коммутации может быть как однополярным, так и двухполярным.

При подаче открывающих импульсов на базу транзисторов VT1 и VT4 на интервале 0 ≤ t < t₀ они открываются и двигатель подключается к источнику питания U_ип. Второе уравнение Кирхгофа для этого интервала

.

В момент времени t = t₀ открывающие импульсы снимаются с VT1 и VT4 и подаются на VT2 и VT3. Для интервала t₀ ≤ t < T_к справедливо уравнение

.

Транзисторы VT2 и VT3 не открываются, так как под действием ЭДС самоиндукции ток продолжает протекать по якорю в том же направлении, замыкаясь по цепи (−) якоря (шина справа) – диод VD3 – (+) конденсатора С_ф – (−) конденсатора С_ф – диод VD2 – (+) якоря (шина слева).

Энергия, накопленная в электромагнитном поле индуктивности на предыдущем интервале, преобразуется в механическую, тепловую, а часть отдается в источник питания. Так как на интервалах ∆t = T_к(1 – γ) ток протекает по возвратным диодам VD2 и VD3, то к двигателю прикладывается напряжение источника питания отрицательной полярности.

Если на интервалах ∆t = T_к(1 – γ) ток спадает до нуля, то он становится двухполярным. При t = t₂ открываются транзисторы VT2 и VT3 (на них поданы открывающие импульсы). Ток начинает протекать по якорю в обратном направлении в соответствии с уравнением

.

На интервале t_отр = T_к – t₂ двигатель находится в режиме противовключения, потребляя энергию с вала двигателя и от источника питания.

При t = T_к открывающие импульсы снимаются с VT2 и VT3 и подаются на VT1 и VT4. Однако они не открываются, т.к. в соответствии с уравнением

ток продолжает протекать в том же направлении по цепи: (+) якоря – диод VD1 (+) конденсатора С_ф – (−) конденсатора С_ф – диод VD4. Энергия, накопленная в электромагнитном поле индуктивности на предыдущем интервале совместно с генерируемой двигателем преобразуется в тепловую, а часть возвращается в источник питания. При t = t₁ ток спадает до нуля, открываются транзисторы VT1 и VT4 и цикл повторяется.

В результате работы схемы с симметричной коммутацией на якоре двигателя формируется последовательность двухполярных импульсов напряжения, среднее значение которых равно:

(3.20)

Выражение (3.20) описывает характеристику вентильного коммутатора мостового ПИУ с симметричной коммутацией.

Электромеханические и механические характеристики системы «мостовой ПИУ с симметричной коммутацией-ДПТ» идентичны характеристикам системы «мостовой ПИУ с несимметричной коммутацией-ДПТ» (Рис.3.18).