Схема управления двигателем постоянного тока с мостовым выходным каскадом

На рис. 13.29 представлена упрощенная схема управления ДПТ с мостовым выходным каскадом. Схема включает четыре транзисторных ключа VT1, VT2, VT3, VT4, образующих мостовой каскад. В диагональ каскада включен ДПТ.

Назначения выводов схемы рис. 13.29 представлено в табл. 13.2.

Управление ДПТ осуществляется подачей на его якорь напряжения определенной полярности. При одной полярности напряжения частота вращения вала ДПТ имеет одно направление, например, против часовой стрелки, при другой полярности вал ДПТ вращается в другую сторону — по часовой стрелке. Величина напряжения цепи якоря определяет частоту вращения вала ДПТ.

Электромеханические и механические характеристики системы ШИП — ДПТ при симметричном (а) и несимметричном управлении (б) ключами

Рис. 13.28. Электромеханические и механические характеристики системы ШИП — ДПТ при симметричном (а) и несимметричном управлении (б) ключами

Управление режимом работы ДПТ осуществляется от внешней схемы управления (на рис. 13.29 не показана) подачей команд F (forward) «вперед» и R (reverse) — «назад». В табл. 13.3 представлены четыре набора команд на входах F и R схемы рис. 13.41, соответствующие им уровни напряжения на зажимах ДПТ и режимы работы ДПТ.

При подаче команды F=l, R=0 открыты транзисторы VT3 и VT2 выходного каскада и напряжение VM приложено к полюсу OUT+ двигателя, а другой полюс OUT- соединяется с землей. Вращение ДПТ происходит против часовой стрелки — вперед. Величина напряжения на ДПТ С/д регулируется уровнем сигнала Vc. При изменении сигнала Vc регулируется величина сопротивления транзистора V73 и напряжение питания VM перераспределяется между транзистором и ДПТ:

где иутз — напряжение на транзисторе VT3; Уд — напряжение на якоре ДПТ.

Таблица 13.2

Назначения выводов схемы

Символ

Назначение

Ум

Напряжение питания выходного каскада

Усс

Напряжение питания схемы управления

Ус

Напряжение управления частотой вращения

F

Команда вращения вперед (против часовой стрелки)

R

Команда вращения назад (по часовой стрелке)

OUT+

Неинвертирующий выход

OUT-

Инвертирующий выход

GND

Общий

Мостовой выходной каскад

Рис. 13.29. Мостовой выходной каскад

Если сигнал Vc состоит из «1» и «О», то при Vc = 1 транзистор VT3 открыт и Ua = UM, а при Ус = 0 транзистор VT3 закрыт Пд =0. Режим называется «вращение вперед».

Режимы работы двигателя постоянного тока

Команды

Состояние

Режим работы ДПТ

F

R

OUT+

OUT-

0

0

Останов

0

1

0

Ум

Вращение назад

1

0

К,

0

Вращение вперед

1

1

1

0

Торможение

При подаче команды R= 1, F=0 открыты транзисторы VT1 и VT4, при этом напряжение Ум прикладывается к зажиму OUT- двигателя. Иными словами, полярность приложенного к ДПТ напряжения изменяется, и вал двигателя вращается в другую сторону — назад. Изменение частоты вращения вала двигателя осуществляется уровнем напряжения Ус, воздействующим на сопротивление транзистора VT1.

Регулирование напряжения на якоре ДПТ в этом случае возможно методом ШИП при несимметричном и симметричном режиме коммутации ключей VT1...VT4 (см. рис. 13.27). При этом ЭП имеет электромеханические и механические характеристики, представленные на рис. 13.28. Режим называется «вращение назад».

При подаче команды F=l, R = 1 через открытые транзисторы VT2 и VT4 зажимы двигателя замыкаются накоротко через землю. Если двигатель работал ранее в двигательном режиме, вперед или назад, то после подачи указанных команд двигатель переходит в режим динамического торможения. В этом случае кинетическая энергия вращающихся масс двигателя и исполнительного органа преобразуется в электрическую, которая, в свою очередь, выделяется в виде теплоты в сопротивлении якоря ДПТ — Яя. Режим называется «торможение».

При снятии команд F=0, R=0 все транзисторы выходного каскада закрыты, и зажимы двигателя не подключены к источнику питания. Двигатель вращается по инерции в режиме близком к холостому ходу. Торможение ДПТ осуществляется за счет действия момента сопротивления. Время выбега двигателя больше, чем в режиме динамического торможения. Режим называется «останов».

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >