Модели силовых преобразователей в

Электромеханических системах. Широтно-импульсный

Преобразователь

Для регулирования скорости электроприводов постоянного тока очень часто используются широтно-импульсные преобразователи (ШИП). К основным достоинствам данного преобразователя относятся хорошие динамические свойства и линейность регулировочных характеристик. Принципиальная схема реверсивного ШИП представлена на рис. 2.34.

Для приближенного анализа динамики ШИП дискретную модель преобразователя можно заменить на непрерывную модель – апериодическое звено 1-го порядка. В этом случае динамическое состояние ШИП можно описать ДУ 1- го порядка:

где U_y(t) – входное напряжение управления ШИП; U_d(t) – выходное напряжение ШИП; T_ПР – постоянная времени ШИП; k_ПР – коэффициент передачи ШИП.

Данное ДУ записано в стандартном для теории автоматического управления виде, т.е. в левой части записаны функция выходной координаты и ее производная, а в правой части – все остальные слагаемые. При этом коэффициент перед выходной координатой равен единице.

Рис. 2.34. Широтно-импульсный преобразователь

В таком случае коэффициент перед первой производной выходной координаты TПР имеет размерность времени и является постоянной времени ШИП, а число перед входной координатой ПР k представляет собой коэффициент передачи ШИП. Постоянную времени ШИП можно определить как половину периода частоты коммутации силовых ключей ШИП:

где f_ком – частота коммутации силовых ключей преобразователя.

Коэффициент передачи ШИП можно рассчитать как отношение предельного выходного напряжения к предельному входному:

где U_У.max – максимальное напряжение управления на входе ШИП; ω_H – номинальная скорость ДПТ НВ; c – коэффициент ЭДС и момента ДПТ НВ.