Управление в существующем приводе

В старом приводе ПШД5/80 питание обмотки двигателя осуществлялось от источника напряжения 6 V. Такое значение напряжения питания было выбрано из тех соображений, что максимальный ток, который может протечь через обмотку, не будет превышать максимального значения, определенного характеристикой двигателя (3 А). Но при таком питании обмотки, достижение током этого значения будет происходить бесконечно долго. Поэтому, для накачки тока в старом приводе использовалось высокое напряжение питания – 80 V. Принципиальная схема такого стабилизатора тока изображена на рисунке 8.

Таким образом, при подаче на фазу высокого напряжения, ток в ней начинал быстро расти, и ограничивался суммарным активным сопротивлением цепи, которое включало в себя сопротивление шунта (R_ш =0.1 Ω), коллекторно – эмиттерные сопротивления открытых транзисторов Т₁ и Т₂ (R_Т1 = R_Т2 = 1 Ω), а также, активное сопротивление самой фазы двигателя (R_ф = 1 Ω.). Суммарное активное сопротивление этой цепи равно сумме четырех этих сопротивлений (R = 3.1 Ω.). Уравнение этой цепи запишется в виде:

dI                                 U          t                

L– + IR = U [8],       откуда I = – (1 – exp(– –)) (5)

dt                                  R          τ      

              L

где τ = –.

              R

I – ток в обмотке двигателя, U – напряжение питания, t – время.

На практике установлено, что ток в обмотке двигателя достигает значения 3 А за время 300 µS, при напряжении питания фазы 80 V.

Теперь мы знаем зависимость тока, в обмотке двигателя, от времени, при подаче напряжения на фазу. Далее, при достижении током значения 3 А, запирается форсажный транзистор Т₂ (Рис. 6.). При этом быстро открывается диод D₂, и фаза двигателя переходит на 6 V питание. В дальнейшем источник напряжения 6 V замыкается на цепь: диод D₂, фаза двигателя, коллектор – эмиттер насыщенного ключа Т₁, шунт Rшунта (Рис. 6). Появляется переходной процесс, при переходе от 80 V питания к 6 V. При этом воздушный зазор, между зубцами ротора и статора продолжает уменьшаться, потому, как ротор продолжает движение (Мы рассматриваем случай, когда ток в обмотке достиг значения 3 А до того, как ротор принял устойчивое положение, относительно возбужденной фазы).

При этом индуктивность системы ротор – статор возрастает. Поэтому, так как процесс открывания диода длится недолго, то можно считать, что энергия, запасенная в фазе двигателя, при этом не меняется. Тогда, из закона сохранения энергии, ток в обмотке двигателя начинает уменьшаться.

Далее, подставляя числа формулу (7), получим, что при определенных условиях, ток в обмотке двигателя может упасть до значения I = 2.75 А. А, при подаче на двигатель напряжения 6 V, ток в фазе двигателя практически перестает меняться.

Таким образом, ток стабилизации в фазе ПШД5/80 не задаваемый нами (3А), а некоторый другой, более низкий (может достигать 2.75 А), что приводит к частичной потере силовых свойств двигателя. Далее, один из недостатков этой схемы стабилизации тока то, что используется низковольтовый источник питания двигателя, напряжением 6 V. На низких и средних скоростях вращения двигателя в основном этот источник и используется. Такой источник при напряжении 6 V должен выдавать ток в трёх фазах одновременно. В каждой фазе ток равняется 3 А. В итоге суммарный ток, источника питания на 6 V с трансформаторным понижением – БПШД5/80, равен 9 А. Такие источники получаются очень громоздкими. Использование в новом приводе только 80 V питания существенно упрощает источник питания.