Princip rada H-mosta 2
Radi jasnijeg razumevanja teksta pogledajte test pod nazivom Princip rada H-mosta 1 gde su opisani osnovni principi upravljajna jednosmernim motorom pomoću H-mosta kao i vremenski oblici napona i struje rotora jednosmernog motora.
U daljem tekstu opisan je uticaj induktivnosti rotora i frekvencije upravljačog PWM signala na talasnost struje rotora kao i kontinualni i diskontinualni režim rada motora.
Zavisnost struje motora od indiktivnosti rotora
Na slici 1. je prikazana promena oblika struje rotora u zavisnosti od induktivnosti rotora. Može se primetiti da je talasnost struje (tj. razlika minimalne i maksimalne vrednosti struje) veća za manju vrednost induktivnosti LM1.
Slika 1. Izgled struje motora u zavisnosti od indiktivnosti rotora
Talasnost struje uzrokuje i talasnost izlaznog momenta i ugaone brzine. Zato je u interesu da se ova talasnost smanji koliko god je to moguće. Primećuje se da umnogome na talasnost utiče induktivnost rotora koja je posledica postojanja samog namotaja motora i ne može se neutralisati. Ako je induktivnost rotora veća, manja je talasnost struje što se može videti na slici 1. Kao jedan od načina često se na red sa motorom dodaje inuktivnost radi smanjenja talasnoti struje ali se sa porastom induktivnosti povećava i tromost tj. inercija celokupnog sistema.
Zavisnost struje motora od frekvencije PWM signala
Na slici 2 i 3. prikazana je zavisnost struje rotora motora od frekvencije PWM signala. Slika 2 prikazuje zavisnost struje rotora motora od niže frekvencije PWM signala u odnosu na frekvenciju PWM signala na slici 3.
Slika 2. Oblik struje motora za slučaj niže frekvencije PWM signala
Na slici 3. može se primetiti da porastom frekvencije PWM signala talasnost struje rotora motora opada.
Slika 3. Oblik struje motora za slučaj više frekvencije PWM signala
Drugi način da se smanji talasnost struje motora je povišenje frekvencije PWM signala kojim se upravlja H-mostom. U ovom slučaju struja takođe raste i opada, ali pošto je perioda manja i promena struje biće manja.
Kod previsoke frekvencije signala javlja se problem pobuđivanja tranzistora ili mosfetova u granama H-mosta jer je povećana mogućnost da tranzistori u istoj grani H-mosta istovremeno provedu što izaziva pregrevanje i pregorevanje istih. U ovom sličaju potrebno je pažljivo projektovati upravljačku logiku i pobudu za izlazne tranzistore H-mosta kako bi se izbegla ovakva situacija. U praksi se je poželjno da frekvencija PWM signala iznosti oko 30 – 40 KHz.
Diskontinualni režim rada jednosmernog motora
Slika 4. Talasni oblici PWM-a, napona motora (VoA-VoB) i struje motora u slučaju diskontinualne struje motora
Ukoliko struja motora IM opadne na nulu pre nego što se pojavi pozitivan PWM impuls (tj. uključi mosfet T4) motor radi u diskontinualnom režimu slika 4. Sa slike se vidi da u periodu kada je struja motora jednaka nuli napon na rotoru motora je jednak vrednosti elektromotorne sile motora E.
Kada motor radi u diskontinualnom režimu talasnost struje motora je veća nego u slučaju kada motor radi u kontinualnom režimu. Talasnost struje uzrokuje i talasnost izlaznog momenta i ugaone brzine što je mana celokupnog sistema i potrebno ju je u što većoj meri suzbiti.
Kontinualni režim rada jednosmernog motora
Slika 5. Talasni oblici PWM-a, napona motora (VoA-VoB) i struje motora u slučaju kontinualne struje motora
Ukoliko struja IM ne dostiže nultu vrednost pre ponovnog uključivanja T4 motor radi u kontinualnom režimu slika 5.
Da bi motor radio u kontinualnom režimu kako bi se smanjila talsnost struje motora potrebno je povisiti frekvenciju PWM-a i/ili dodati redno namotaju rotora motora induktivnost kako bi se povećala ukupna rotorska induktivnost.
Leave your response!
You must be logged in to post a comment.