电流可逆斩波电路boost电路和buck电路
电流可逆斩波电路常用于直流电动机的运转和制动运行控制,即当需要直流电动机主动运转时,让直流电源为电动机提供电压;当需要对运转的直流电动机制动时,让惯性运转的电动机(相当于直流发电机)产生的电压对直流电源充电,消耗电动机的能量进行制动(再生制动)。
电流可逆斩波电路如图3-14所示,其中VT1、VD2构成降压斩波电路,VT2、VD1构成升压斩波电路。
图3-14电流可逆斩波电路
电流可逆斩波电路有3种工作方式:降压斩波方式、升压斩波方式和降升压斩波方式。
(1)降压斩波方式
电流可逆斩波电路工作在降压斩波方式时,直流电源通过降压斩波电路为直流电动机供电使之运行。降压斩波方式的工作过程如下。
电路工作在降压斩波方式时,VT2基极无控制脉冲,VT2、VD1均处于关断状态,而VT1基极加有控制脉冲Ub1。当VT1基极的控制脉冲为高电平时,VT1导通,有电流经VT1、L、R流过电动机M,电动机运转,同时电感L储存能量;当控制脉冲为低电平时,VT1关断,流过L的电流突然减小,L马上产生左负右正电动势,该电动势产生的电流流过电动机(经R、VD2),继续为电动机供电。控制脉冲高电平持续时间越长,输出电压Uo平均值越高,电动机运转速度越快。
(2)升压斩波方式
电流可逆斩波电路工作在升压斩波方式时,直流电动机无供电,在惯性运转时产生电动势对直流电源E进行充电。升压斩波方式的工作过程说明如下。
电路工作在升压斩波方式时,VT1基极无控制脉冲,VT1、VD2均处于关断状态,VT2基极加有控制脉冲Ub2。当VT2基极的控制脉冲为高电平时,VT2导通,电动机M惯性运转产生的电动势为上正下负,该电动势形成的电流经R、L、VT2构成回路,电动机的能量转移到L中;当VT2基极的控制脉冲为低电平时,VT2关断,流过L的电流突然减小,L马上产生左正右负的电动势,该电动势与电动机两端的反电动势(上正下负)叠加使VD1导通,对电源E充电,电动机惯性运转产生的电能就被转移给电源E。当电动机转速很低时,产生的电动势下降,同时L的能量也减小,产生的电动势低,叠加电动势低于电源E,VD1关断,无法继续对电源E充电。
(3)降升压斩波方式
电流可逆斩波电路工作在降升压斩波方式时,VT1、VT2基极都加有控制脉冲,二者交替导通关断,具体工作过程如下。
当VT1基极控制脉冲Ub1为高电平(此时Ub2为低电平)时,电源E经VT1、L、R为直流电动机M供电,电动机运转;当Ub1变为低电平后,VT1关断,流过L的电流突然减小,L产生左负右正的电动势,经R、VD2为电动机继续提供电流。当L的能量释放完毕,电动势减小为时,让VT2基极的控制脉冲Ub2为高电平,VT2导通,惯性运转的电动机两端的反电动势(上正下负)经R、L、VT2回路产生电流,L因电流通过而储存能量;当VT2的控制脉冲为低电平时,VT2关断,流过L的电流突然减小,L产生左正右负电动势,该电动势与电动机产生的上正下负的反电动势叠加,通过VD1对电源E充电。当L与电动机叠加电动势低于电源E时,VD1关断,这时如果又让VT1基极脉冲变为高电平,电源E又经VT1为电动机提供电压。以后重复上述过程。
电流可逆斩波电路工作在降升压斩波方式,实际就是让直流电动机工作在运行和制动状态,当降压斩波时间长、升压斩波时间短时,电动机平均供电电压高、再生制动时间短,电动机运转速度快;反之,电动机运转速度慢。
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