Предварительный выбор двигателя. Расчет диаграммы токов и моментов при пуске, торможении и установившемся движении. Проверка выбранного двигателя по теплу. Выбор способа управления двигателем, страница 2

Импульсное управление ДПТ с помощью ШИП на транзисторных ключах, позволяют создавать системы управления, не уступающие по точности и диапазону регулирования таким системам управления, как системы ЭМУ-Д, Г-Д, и МУ-Д, а по экономичности и массогабаритным показателям намного превосходящие их. Это обеспечивается свойством полупроводниковых приборов (тиристоров и транзисторов) работать в ключевом режиме, со временем перехода от закрытого состояния в открытое и обратно за микросекунды, что и позволяет осуществить импульсное управление двигателями.

Мощность системы ШИП-Д с транзисторными ключами ограничивается сотнями ватт. Увеличение мощности ШИП  достигается за счёт применения в них ключей на тиристорах подобных системе УВ-Д,  по сравнению с которой Система ШИП –Д, обладая близкими с ней показателями, отличается тем, что питается от сети постоянного тока. Поэтому если в системе УВ-Д запирание тиристоров осуществляется самим напряжением сети в отрицательный полупериод, то в системе ШИП-Д для этого необходимо вводить устройства, предназначенные для принудительного запирания тиристора в требуемый момент размыкания ключа.

Т.к. в данном курсовом проекте мощность двигателя не больше ста ватт, а также принимая во внимание преимущества данной системы управления, рационально использовать систему ШИП-Д с транзисторными ключами  при построении системы стабилизации скорости ДПТ.

Рис. 4.1 Принципиальная схема ШИП

Управление осуществляется по мостовой схеме, образованной четырьмя транзисторными ключами, к одной диагонали которой подведено напряжение питающей сети, а к другой присоединён якорь двигателя.

Диоды служат для замыкания цепи якоря через источник напряжения в те отрезки времени, когда ток якоря течёт под действием ЭДС самоиндукции навстречу напряжению источника.

Ключи работают одновременно, т.е., например, на первом интервале замкнуты ключи К1 и К3 и на левый зажим якоря подан плюс, а на втором интервале замкнуты ключи К2 и К4 и левый зажим подан минус источника. В результате к двигателю подается напряжение . Считая g=t₁/t_ц и учитывая, что t₂=t_ц-t₁, получим U_ср=(2g-1)U. Следовательно механическая характеристика определится выражением w_ср=((2g-1)/k_эм)U – (R_я/k_эм²)M. Изменяя g, можно изменить не только значение, но и направление угловой скорости. При 1³g³0,5 угловая скорость при холостом ходе положительна, при 0,5³g³0 она отрицательна.

Анализируя технические данные двигателя постоянного тока СЛ-571K можно сделать несколько важных выводов по поводу технических требований к устройству управления:

1.  Устройство управления должно обеспечивать угловую скорость, как положительную, так и отрицательную. При этом диапазон изменения частоты вращения должен находиться в диапазоне ±W_max рад/сек.

2.  Номинальное напряжение подводимое к двигателю должно быть 24 В.

3.  Полная электрическая мощность, подводимая к двигателю равна P=U(I_я+I_в)=24В*7А=168 Вт. Соответственно наше устройство управления должно быть способно обеспечить данную мощность.

4.  Номинальные значения токов в моменты запуска и торможения будут превышаться многократно. Как видно в нашем случае I_пуска= 77.42 А – что превышает номинальное значение более чем в 10 раз.

5.  Выбор транзисторов К1-К4, а также  4-х диодов обуславливается, величиной напряжения питания, максимального тока двигателя.

6.  Во всех предыдущих пунктах необходимо также учитывать и погрешности.

5. Описание устройства управления двигателем

Технические требования, предъявляемые к устройству управления:

-  мощность, Вт                                                                                          168;

-  напряжение на обмотке якоря ДПТ, В                                                   24;

-  максимальное обратное напряжение на транзисторах, В, не менее   24;

-  максимальное обратное напряжение на диодах, В, не менее              24;