作性能。有许多问题需要慎重设计,例如,导通延时、泵升保护、过压过流保护、开关频率、附加电感的选择等。 1.开关频率和主回路附加电感的选择
力矩波动也即电流波动,由系统设计给定的力矩波动指标为ΔI/IN,对有刷直流电动机而言,通常在(5~10)%左右。为了便于分析可认为
ΔI/IN=ΔI/(Us/Rd) (1)
式中www.dd13Rd为电枢回路总电阻。代入前面各种驱动控制方式的ΔI表达式中,消去Us,可求出: 对于单极性控制
Ld/Rd≥5T~2.5T(可逆或不可逆) (2)
对于双极性控制
Ld/Rd≥10T~5T (3)
对于有刷直流电动机,电磁时间常数Ld/Rd一般在10ms至几十毫秒。若采用GTR,开关频率可取2KHz左右,T=0.5ms。若采用IGBT,开关频率可取18KHz以上,所以上式均能满足。若采用GTO或可控硅功率器件,由于工作频率只有100Hz左右,此时应考虑在主回路附加电抗器,且
Ld=L排气歧管f+La (4)
对不可逆系统还应进一步检查临界电流,IaL=UsT/8Ld≤Ia0应小于电机空载电流,防止空载失控。 对于低惯量电机、力矩电动机,由于电磁时间常数很小(几个毫秒或更小),此时应考虑采用开关频率高的IGBT功率开关器件。
2. 功率驱动电路的选择
msinfo图1 H桥开关电路(Ⅰ) 图2 H桥开关电路(Ⅱ){{分页}}
小功率驱动电路可以采用如图1所示的H桥开关电路。UA和UB是互补的双极性或单极性驱动信号,TTL电平。开关晶体管的耐压应大于1.5倍Us以上。由于大功率PNP晶体管价格高,难实现,所以这个电路只在小功率电机驱动中使用。当四个功率开关全用NPN晶体管时,需要解决两个上桥臂晶体管(BG1和BG3)的基极电平偏移问题。图2中H桥开关电路利用两个晶体管实现了上桥臂晶体管的电平偏移。但电阻变速盘
R上的损耗较大,所以也只能在小功率电机驱动中使用。